Ve studii o ideální plyny vidíme, že plyn se skládá z atomů a molekul, které se pohybují podle zákonů stanovených kinematikou. V plynu jsou jeho částice obvykle velmi daleko od sebe a mají mezi sebou prázdnotu. Vidíme také, že hlavní charakteristikou plynů je to, že mezi jejich částicemi existuje prakticky pouze interakce, když se srazí.
Pokud jde o zákon ideálního plynu, lze říci, že nám ukazuje vztah mezi tlakem, objemem, teplotou a počtem molů. Tento vztah je získán z jednoduchého modelu pro plyny, který umožňuje na základě studia pohybu atomů a molekul určit vztah mezi makroskopickými veličinami. Kinetická teorie plynů je založena na čtyřech postulátech:
1 – plyn je tvořen molekulami, které jsou v neuspořádaném a trvalém pohybu. Každá molekula může mít jinou rychlost než ostatní.
2 – každá molekula plynu interaguje s ostatními pouze prostřednictvím srážek (normální kontaktní síly). Jedinou energií molekul je kinetická energie.
3 – všechny srážky mezi molekulami a stěnami nádoby obsahující plyn jsou dokonale elastické. Celková kinetická energie je zachována, ale rychlost každé molekuly se může změnit.
4 – molekuly jsou nekonečně malé. Většina objemu obsazeného plynem je prázdný prostor.
Na základě těchto postulátů Boltzmann a Maxwell ukazují, že průměrná kinetická energie celkových molekul ideálního plynu je úměrná teplotě podle výrazu:
Kde k je Boltzmannova konstanta a N je počet molekul. Hodnotu k lze vypočítat z plynové konstanty R a Avogadrova čísla NTHE za
Získaný výraz ukazuje, že teplota je úměrná průměrné kinetické energii molekul ideálního plynu. Vidíme tedy, že teplota je průměrem stupně míchání molekul v plynu. Pomocí počtu krtků máme:
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm