ideal gas是什么意思，ideal gas的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

理想气体（ideal gas）是热力学和统计物理学中的一个理论模型，用于简化描述气体在特定条件下的行为。它基于以下核心假设：

1. 分子体积忽略不计：气体分子本身的大小（体积）被视为无限小，与气体所占的总体积相比可以忽略不计。这意味着分子被视为质点。
2. 分子间无相互作用力：除了碰撞瞬间，气体分子之间不存在任何相互作用力（既无吸引力，也无排斥力）。分子在两次碰撞之间作匀速直线运动。
3. 碰撞为完全弹性碰撞：分子之间以及分子与容器壁之间的碰撞是完全弹性的，碰撞过程中没有动能损失，总动能守恒。
4. 运动符合牛顿力学：分子的运动遵循经典牛顿力学定律（在非极端条件下成立）。

核心意义与应用：

• 简化模型： 理想气体模型极大地简化了真实气体行为的数学描述，使得推导气体状态方程（如著名的理想气体状态方程 PV = nRT）和研究气体热力学性质（如内能、焓、熵）成为可能。
• 实际气体的近似： 在低压、高温条件下，大多数真实气体的行为非常接近理想气体。这是因为此时分子间距很大，分子本身的体积和分子间作用力相对于其动能而言变得微不足道。
• 理论基础： 它是理解更复杂的真实气体模型（如范德华方程）的基础，也是统计物理学中推导气体分子运动论和麦克斯韦-玻尔兹曼分布的起点。
• 工程应用： 在工程计算中，当精度要求不高或条件满足时，常使用理想气体定律进行初步设计和估算。

理想气体状态方程： 理想气体的压强 (P)、体积 (V)、物质的量 (n) 和热力学温度 (T) 之间的关系由理想气体状态方程描述： $$ PV = nRT $$ 其中 (R) 是普适气体常数（约为 8.314 J/(mol·K)）。

与真实气体的区别： 真实气体分子具有一定体积，并且分子间存在相互作用力（主要是范德华力）。在高压或低温条件下，当分子间距减小、分子间作用力增强时，真实气体的行为会显著偏离理想气体模型。此时需要使用修正的状态方程（如范德华方程）来描述。

权威参考来源：

• 维基百科 - 理想气体： 提供了理想气体的定义、基本假设、状态方程及其与真实气体的对比概述。
• 美国化学学会 (ACS) 化学术语数据库： 对 Ideal Gas 给出了标准化的科学定义。
• 《中国大百科全书》物理学卷 / 化学卷： 包含对“理想气体”词条的权威科学解释。
• 大学物理或物理化学教材： 如《University Physics》(Young & Freedman)、《Physical Chemistry》(Atkins) 等经典教材均有详细章节阐述理想气体模型及其理论基础。

网络扩展资料

理想气体（ideal gas）是一个理论上的气体模型，用于简化实际气体的行为分析。以下是其核心概念和特点：

1. 定义与假设 理想气体基于以下假设建立：

• 分子无体积：气体分子被视为质点，体积忽略不计。
• 无分子间作用力：分子间既无吸引力也无排斥力。
• 完全弹性碰撞：分子与容器壁的碰撞无能量损失。

2. 状态方程 理想气体遵循状态方程： $$ PV = nRT $$ 其中：

• (P) = 压强
• (V) = 体积
• (n) = 物质的量
• (R) = 理想气体常数（8.314 J/(mol·K)）
• (T) = 绝对温度

3. 适用条件 在高温低压环境下，实际气体最接近理想气体行为，此时分子间距大，相互作用和自身体积的影响可忽略。

4. 与实际气体的差异 真实气体在以下情况偏离理想模型：

• 低温高压：分子间作用力和体积占比显著
• 需用更复杂的方程描述，如范德瓦尔斯方程： $$ left(P + frac{a n}{V}right)(V - nb) = nRT $$

5. 应用价值 该模型广泛应用于：

• 热力学计算
• 工程学估算
• 教学实验设计
• 气体定律推导（如波义耳定律、查理定律）

理想气体概念的提出者詹姆斯·克拉克·麦克斯韦曾指出，这一模型虽不完美，但为理解气体行为提供了关键理论框架。在标准温度和压力（如25℃, 1atm）下，常见气体（如氮气、氧气）的行为与理想气体近似度可达99%以上。

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