W badaniu gazy idealne widzimy, że gaz składa się z atomów i cząsteczek, które poruszają się zgodnie z prawami ustalonymi przez kinematykę. W gazie jego cząstki są zwykle bardzo oddalone od siebie, a między nimi jest pustka. Widzimy również, że główną cechą gazów jest to, że praktycznie zachodzi tylko interakcja między ich cząsteczkami, gdy się ze sobą zderzają.
Odnośnie Prawa Gazu Idealnego możemy powiedzieć, że pokazuje nam ono zależność między ciśnieniem, objętością, temperaturą i liczbą moli. Zależność tę uzyskuje się z prostego modelu dla gazów, który umożliwia wyznaczenie zależności między wielkościami makroskopowymi na podstawie badania ruchu atomów i cząsteczek. Kinetyczna teoria gazów opiera się na czterech postulatach:
1 – gaz tworzą cząsteczki, które są w nieuporządkowanym i ciągłym ruchu. Każda cząsteczka może mieć inną prędkość niż pozostałe.
2 – każda cząsteczka gazu oddziałuje z innymi tylko poprzez zderzenia (normalne siły kontaktowe). Jedyną energią cząsteczek jest energia kinetyczna.
3 – wszystkie zderzenia cząsteczek ze ściankami pojemnika zawierającego gaz są doskonale elastyczne. Całkowita energia kinetyczna jest zachowana, ale prędkość każdej cząsteczki może się zmienić.
4 – cząsteczki są nieskończenie małe. Większość objętości zajmowanej przez gaz to pusta przestrzeń.
W oparciu o te postulaty Boltzmann i Maxwell wykazują, że średnia energia kinetyczna wszystkich cząsteczek gazu doskonałego jest proporcjonalna do temperatury, zgodnie z wyrażeniem:
Gdzie k to stała Boltzmanna, a N to liczba cząsteczek. Wartość k można obliczyć ze stałej gazowej R i liczby Avogadro NTEN za
Otrzymane wyrażenie pokazuje, że temperatura jest proporcjonalna do średniej energii kinetycznej cząsteczek gazu doskonałego. Widzimy więc, że temperatura jest średnią stopnia mieszania cząsteczek w gazie. Korzystając z liczby moli mamy:
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm