Gaz ideal

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru / nu la echilibru
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 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 Psihro
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 Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: $U(S,V)$ Energie liberă: $A(T,V)=U-TS$ Entalpie: $H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă: $G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
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
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

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 în toate intervalele de presiune și temperatură . 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.

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.

Definiție

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:

$pV=nRT\,$

unde

$p\,$ este presiunea în sistem;

$V\,$ este volumul sistemului;

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

$R\,$ este constanta universală a gazelor ($R\,$ = 8314,472 m³ Pa K^-1 kmol^-1);

$T\,$ este temperatura absolută a sistemului.

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

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

Relația lui Mayer este valabilă indiferent de faptul că moleculele ar avea sau nu mișcare de rotație sau vibrație. De asemenea, toate relațiile care descriu procesele termodinamice prin care poate trece o cantitate de gaz ideal sunt valabile indiferent dacă capacitățile termice molare $c_{pM}\,$ și $c_{VM}\,$ 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, ca urmare comportarea acestora se confundă cu a gazului semiperfect.

Aplicații teoretice

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.

Vezi și

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

Bibliografie

• 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