Gaz ideal

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică de echilibru / de neechilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Izolat Închis Deschis Adiabatic Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru radiativ termic Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic exponent Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Carnot Direct Inversat Randament și eficiență Diagrame termodinamice p-V T-s h-s p-h h-x
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă, parțială) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Capacitate termică masică  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Coeficient de compresibilitate  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Coeficient de dilatare volumică  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Ecuația căldurii Legile gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: ${\displaystyle U(S,V)}$ Energie liberă: ${\displaystyle F(T,V)=U-TS}$ Entalpie: ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Entalpie liberă: ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Istoria perpetuum mobile Filozofie Entropia ca disipare Entropie și timp Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Inquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Categorie
v d m

Gazul ideal este un model teoretic de gaz, caracterizat printr-o ecuație de stare simplă din punct de vedere matematic. Niciun gaz real nu se comportă exact așa^[1] în toate intervalele de presiune și temperatură ^[2]. Modelul gazului ideal (ecuația de stare) este folosit de inginerii care lucrează cu gaze deoarece este simplu din punct de vedere matematic și aproximează bine pe un domeniu larg al parametrilor comportarea gazelor în timpul transformărilor termodinamice.^[3]

Comportarea gazului ideal este foarte asemănătoare cu a gazului perfect, care însă este definit în mod diferit de gazul ideal. Această comportare asemănătoare poate duce la confundarea acestor două noțiuni, chiar în lucrări prestigioase, mai ales că din punctul de vedere al aplicațiilor tehnice, faptul că sunt definite diferit adesea nu deranjează.

Gazul ideal este un gaz, considerat ca fiind format din particule individuale aflate în mișcare aleatorie, care satisface exact următoarele două cerințe:

• ecuația termică de stare: sistemul termodinamic care conține gazul respectă ecuația Clapeyron:^[3][4][5]

${\displaystyle pV=nRT\,}$

unde

${\displaystyle p\,}$ este presiunea în sistem;

${\displaystyle V\,}$ este volumul sistemului;

${\displaystyle n\,}$ este numărul de moli (cantitatea de substanță) din sistem;

${\displaystyle R\,}$ este constanta universală a gazelor (${\displaystyle R\,}$ = 8314,472 m³ Pa K^-1 kmol^-1[6]);

${\displaystyle T\,}$ este temperatura absolută a sistemului.

• ecuația calorică de stare: capacitățile termice molare la presiune constantă ${\displaystyle c_{pM}\,}$, respectiv la volum constant ${\displaystyle c_{VM}\,}$ sunt legate prin relația lui Robert Mayer:^[7]

${\displaystyle c_{pM}-c_{VM}=R\,}$

Relația lui Mayer este valabilă indiferent de faptul că moleculele ar avea sau nu mișcare de rotație sau vibrație.^[7] De asemenea, toate relațiile care descriu procesele termodinamice prin care poate trece o cantitate de gaz ideal sunt valabile indiferent dacă capacitățile termice molare ${\displaystyle c_{pM}\,}$ și ${\displaystyle c_{VM}\,}$ sunt constante sau nu în funcție de parametrii sistemului termodinamic.

Gazul ideal are coeficientul de dilatare egal cu cel de compresibilitate.

În practică, la gazele care se comportă asemănător cu gazul ideal variația capacităților termice cu presiunea este nesemnificativă. Se folosesc doar tabele care indică variația acestor mărimi cu temperatura,^[8] ca urmare comportarea acestora se confundă cu a gazului semiperfect.

Conceptul de gaz ideal și îndeosebi legea gazului ideal pot fi folosite la deducerea altor ecuații cum ar fi ecuația lui Nernst pentru potențial standard de electrod.

• Gaz perfect
• Gaz real
• Factor de compresibilitate
• Legea gazelor ideale

• Moisil, George C. - Termodinamica, București: Editura Academiei RSR, 1988
• Murgulescu, I.G., Segal, E.- Introducere în chimia fizică, vol. II, 1-Teoria molecular-cinetică a materiei, București: Editura Academiei RSR, 1979

Portal Fizică