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:[ 1] [ 2] [ 3]
rozměry částic jsou zanedbatelné vzhledem ke vzdálenostem mezi nimi (částice ideálního plynu lze tedy považovat za hmotné body , které se navzájem nedotýkají; pouze v okamžiku srážky),
kromě srážek na sebe částice jinak nepůsobí,
celková kinetická energie částic se při vzájemných srážkách nemění, tzn. srážky částic jsou dokonale pružné . Důsledkem těchto podmínek je dokonalá stlačitelnost a dokonalá tekutost ideálního plynu.
Vlastnosti
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 :
p
V
=
N
k
T
,
{\displaystyle pV=NkT\,,}
kde
p
{\displaystyle p}
tlak plynu,
V
{\displaystyle V}
objem ,
N
{\displaystyle N}
částic plynu,
T
{\displaystyle T}
termodynamická teplota a
k
{\displaystyle k}
Boltzmannova konstanta .
Průměrná kinetická energie jedné částice ideálního plynu je podle ekvipartičního principu přímo úměrná teplotě:
E
0
=
3
2
k
T
.
{\displaystyle E_{0}={3 \over 2}kT\,.}
Tuto energii lze vyjádřit rovněž pomocí střední kvadratické rychlosti částic:
E
0
=
1
2
m
0
v
k
2
,
{\displaystyle E_{0}={1 \over 2}m_{0}v_{k}^{2}\,,}
kde
m
0
{\displaystyle m_{0}}
Tlak ideálního plynu lze vyjádřit pomocí základní rovnice:
p
=
1
3
N
V
m
0
v
k
2
=
1
3
ϱ ϱ -->
v
k
2
,
{\displaystyle p={1 \over 3}{N \over V}m_{0}v_{k}^{2}={1 \over 3}\varrho v_{k}^{2}\,,}
kde
V
{\displaystyle V}
ϱ ϱ -->
{\displaystyle \varrho }
hustota plynu.
Z uvedených vztahů lze určit celkovou vnitřní energii ideálního plynu, která odpovídá úhrnné kinetické energii částic:
U
=
N
E
0
=
3
2
p
V
,
{\displaystyle U=NE_{0}={3 \over 2}pV\,,}
Odkazy
Reference
↑ REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Ideální plyn. Encyklopedie fyziky [online]. 2006 [cit. 2024-02-05]. Dostupné online . ↑ Ideální plyn. Fyzika 007 [online]. [cit. 2024-02-05]. Dostupné online . ↑ The Ideal Gas Law. Chemistry LibreTexts [online]. 2013-10-02 [cit. 2024-02-05]. Dostupné online . (anglicky)
