Ідеальний газ: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Shmurak (обговорення | внесок) Немає опису редагування |
Виправлення помилок |
||
Рядок 1:
'''Ідеальний газ''' ─ з
1) [[Потенційна енергія|потенційною енергією]] взаємодії матеріальних часток, що складають газ, можна знехтувати в порівнянні з їх кінетичною енергією;
Рядок 17:
Під ідеальними газами в класичній термодинаміці маються на увазі гіпотетичні (реально не існуючі) гази, що строго підкоряються законам Бойля ─ Маріотта, Гей-Люссака і, відповідно, ─ рівнянню газового стану Клапейрона. {{sfn| Сивухин Д.В. Общий курс физики т2, М. Физматлит |2005|с= 33.}} (Рівняння Клапейрона також було теоретично виведене при деяких припущеннях на основі молекулярно — кінетичної теорії газів).
Ідеальний газ ─ з
1) потенційною енергією взаємодії матеріальних часток, що складають газ, можна знехтувати в порівнянні з їх кінетичною енергією;
Рядок 31:
== Історія ==
Історія виникнення поняття про ідеальний газ безпосередньо пов'язана з успіхами експериментальної фізики, початок яким було покладено в XVII столітті. У 1643 р. [[Еванджеліста Торрічеллі]]
|автор = Gay-Lussac, J. L.
|заголовок = Recherches sur la dilatation des gaz et des vapeurs
Рядок 44:
|pages = 137
}}</ref>, проте сам Гей-Люссак вважав, що відкриття було зроблене Жаком Шарлем в неопублікованій роботі, що відноситься до 1787 року. Незалежно від них цей закон був відкритий в 1801 році англійським фізиком Джоном Дальтоном. Крім того, якісно, він був описаний французьким вченим Гiйомом Амонтоном наприкінці XVII століття. Гей-Люссак також встановив, що коефіцієнт об'ємного розширення однаковий для усіх газів, незважаючи на загальноприйняту думку, що різні гази розширюються при нагріванні по-різному. У 1834 році Бенуа Клапейрон об'єднав обидва ці закони в одне рівняння газового стану — рівняння Клапейрона, різновид якого часто називають у російськомовних джерелах рівнянням Клапейрона — Менделєєва.<ref>
{{Cite journal | author = Clapeyron, E. | authorlink = Бенуа Поль Еміль Клапейрон | year = 1834 | title = M?moire sur la puissance motrice de la chaleur | journal = [[Journal de l''?cole Polytechnique]] | volume = XIV | pages = 153–90 }} {{Fr icon}} [http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k4336791/f157.table Facsimile at the Biblioth?que nationale de France (pp. 153—90).]</ref>. Експериментальні дослідження фізичних властивостей реальних газів в ті роки були недостатньо точними і проводилися в умовах, що не дуже відрізнялися від нормальних (температура 0 ℃, тиск 760 мм рт.
Рядок 87:
[[статистика Фермі-Дірака|статистиці Фермі-Дірака]]. Прикладом ідеального Фермі-газу є [[електрон]]и в [[метал]]ах.
Рівняння стану Фермі-газу записується в параметричному вигляді де параметром є величина хімічного потенціалу μ.
: <math> P = \frac{g\sqrt{2}m^{3/2}(k_B T)^{5/2}}{3\pi^2\hbar^3} \int_0^\infty \frac{z^{3/2}dz}{e^{z-\mu/k_B T}+1} \,</math>,
: <math> N = \frac{gVm^{3/2}}{\sqrt{2}\pi^2\hbar^3} \int_0^{\infty} \frac{\sqrt{z}dz}{e^{z-\mu/k_B T}+1} </math>,
<math> \hbar </math> — [[зведена стала Планка]]. Міняючи параметр μ і обчислюючи інтеграли, можна побудувати залежність тиску від
об'єму для будь-якої температури й будь-якого числа частинок.
При високих температурах Фермі-газ поводить себе аналогічно класичному газу. Перша поправка до рівняння стану має вигляд:
: <math> PV = Nk_B T \left(1 + \frac{\pi^{3/2}}{2g} \frac{N\hbar^3}{V(m k_B T)^{3/2}} \right) </math>.
Рядок 101:
При низьких температурах та високих густинах Фермі-газ стає '''виродженим''', і втрачає схожість із класичним ідеальним газом. Умова виродження задається
нерівністю:
: <math> T \ll T_F =\frac{\hbar^2}{k_B m} \left( \frac{N}{V} \right)^{2/3} </math>.
Рядок 154:
|видавництво=Наука.
|знаходження=Москва}}
* Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка.
[[Категорія:Фізичні абстракції]]
| |||