فیزیک: گاز ایده آل – بلاگ دیتریش (استراتو)

متعلق به: ترمودینامیک
همچنین نگاه کنید به: GeoGebra

Ideales Gas

یک گاز رقیق شده به اندازه کافی است به طوری که جدا از برخورد مولکول ها ، فعل و انفعالات کوچک بین آنها اتفاق می افتد. ، که ما از انتقال فاز (جامد – مایع – گازی) فاصله داریم. این قانون در سال 1662 و 1676 به ترتیب قانون بویل-ماریوت به نام آنها نامگذاری شد:

(p cdot V = ساختار. \ )

درجه حرارت ثابت نگه داشته می شود ، یعنی با ایجاد تغییرات بسیار آرام در حجم ، به طوری که تعادل ترمودینامیکی با محیط همیشه حفظ شود.

Gay-Lussac

اگر فشار را ثابت نگه دارید و دما را تغییر دهید ، قانون Gay-Lussac (1787-1850) را دریافت خواهید كرد.
Lord Kelvin (1907-1824) مقیاس درجه حرارت مطلق را در سال 1848 پیشنهاد کرده است ، به موجب آن قانون گی-لوساک را می توان به راحتی در شکل فعلی آن نوشت:

( frac {V} {T} = ساختار. \ )

Where T is the temperature temperature معادله نتایج دولت برای گازهای ایده آل:

( frac {p cdot V} {T} = ساختار. \ )

و بالاخره با ثابت (n cdot R ):

(p cdot V = n cdot R cdot T \ )

در اینجا p فشار ، V حجم ، n مقدار ماده است (ما در کیلو مول اندازه گیری می کنیم) ، R ثابت گاز عمومی (831 * 10 ^{] 3} ژول / (کیلومتر * کلوین)) و T دمای مطلق است.
جالب است که این از نوع گاز مستقل است – یعنی هلیوم ، ازت و غیره. فقط باید "ایده آل" باشد گاز ". برعکس ، می گوییم اگر گاز این معادله را برآورده کند "ایده آل" است.

اگر به جای مقدار ماده n ، از عدد ذره N استفاده کنیم ، یعنی:

(N = N_A cdot n )
ما

را به عنوان یک معادله گاز (با شماره آووگادرو) دریافت می کنیم:

(p cdot V = N cdot frac {R} {N_A} cdot T \ )

بعداً خواهیم دید که ( frac {R} {N_A} = k_B ) ثابت افسانه ای بولتزمن است.

مایعات

مفهوم دیگر مایع است. اینها در زیر منطقه فیزیکی هیدرودینامیک برخورد می شود. هنگامی که میانگین مسیر آزاد ذرات در مقایسه با اندازه سیستم مورد بررسی بسیار کم باشد ، از یک مایع صحبت می شود.

معیار شلوار جین

معیار شلوار جین ، به نام جیمز جینز ] (1877-1946) ، قرار است شرایطی را نشان دهد که یک ابر گازی در جهان تحت تأثیر گرانش آن منقبض می شود ، در نتیجه گرمتر می شود و احتمالاً یک همجوشی هسته ای را "مشتعل می کند".

فشار گاز

ما یک ابر گازی همگن کروی (شعاع r) را در نظر بگیرید M.

فشار گاز مطابق با معادله گاز ایده آل است (نگاه کنید به بالا):

(p = frac {N} {V} cdot frac {R} {N_A} cdot T \ )

یک ذره (مولکول گاز) اکنون جرم μ دارد. سپس موارد زیر در مورد جرم اعمال می شود:

(M = N_A cdot n cdot mu = N cdot mu \ )

بنابراین چگالی ابر گاز این است:

( rho = frac {M} {V} = frac {N cdot mu} {V} = frac {N} {V} mu \ )

همینطور است

( frac {N} {V} = frac { rho} { mu} )

اگر موارد بالا را وارد کنیم به دست می آوریم:

(p_ {Gas} = frac { rho} { mu} cdot k_B cdot T \ )

فشار جاذبه

فشار جاذبه:

( بزرگ p_ {grav} = frac {3 G M ^ 2} {8 pi r ^ 4} \ )

جرم جین

فشار جاذبه چه زمانی حداقل به اندازه فشار گاز است؟

(M_ {Jeans} = sqrt { frac {6} { pi}} sqrt { frac {1} { rho} ( frac {k_B T} {G mu}) ^ 3} )