Ideální plyn

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Model ideálního plynu v nádobě s pevnými stěnami. Některé molekuly jsou barevně odlišeny pro snadnější sledování pohybu.

Ideální (dokonalý) plyn je plyn, který má na rozdíl od skutečného plynu tyto ideální vlastnosti: je dokonale stlačitelný a bez vnitřního tření.

Částice takového plynu musejí splňovat následující podmínky:

Důsledkem těchto podmínek je dokonalá stlačitelnost a dokonalá tekutost ideálního plynu.

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Skutečné plyny téměř vyhovují podmínkám ideálního plynu v omezeném rozsahu kolem teploty 0 °C a tlaku 101 325 Pa (tzn. za normálních podmínek). Reálné plyny se vlastnostem ideálního plynu přibližují při dostatečně vysoké teplotě a nízkém tlaku.

Ideální plyn se používá ke zjednodušenému zkoumání vlastností a chování plynů při mechanických a termodynamických dějích. Pro termodynamické děje v plynech platí stavová rovnice ideálního plynu:

pV = NkT\,,

kde p je tlak plynu, V je objem, N celkový počet částic plynu, T termodynamická teplota a k Boltzmannova konstanta.

Průměrná kinetická energie jedné částice ideálního plynu je podle ekvipartičního principu přímo úměrná teplotě:

E_0 = {3\over2}kT\,.

Tuto energii lze vyjádřit rovněž pomocí střední kvadratické rychlosti částic:

E_0 = {1\over2}m_0 v_k^2\,,

kde m_0 je hmotnost jedné částice.

Tlak ideálního plynu lze vyjádřit pomocí základní rovnice:

p = {1\over3}{N\over V}m_0 v_k^2 = {1\over3} \varrho v_k^2\,,

kde V je objem nádoby a \varrho je hustota plynu.

Z uvedených vztahů lze určit celkovou vnitřní energii ideálního plynu, která odpovídá úhrnné kinetické energii částic:

U = N E_0 = {3\over 2} pV\,,

Související články[editovat | editovat zdroj]