
【化】 ideal gas; perfect gas
理想气体(Ideal Gas)是一个物理学和化学中的核心概念模型,指严格遵循特定状态方程且具有特定微观性质假设的气体。以下是基于科学原理的详细解释:
汉语定义
理想气体指分子体积为零、分子间无相互作用力(除弹性碰撞外)、且完全遵循理想气体状态方程($PV = nRT$)的气体模型。该模型忽略了实际气体的分子体积和分子间力,是热力学研究的基准体系。
英语定义
An ideal gas is a theoretical gas composed of point particles that move randomly and interact only through perfectly elastic collisions. It obeys the ideal gas law:
$$
PV = nRT
$$
where $P$ is pressure, $V$ is volume, $n$ is the amount of substance, $R$ is the gas constant, and $T$ is temperature.
微观性质
来源:《热力学与统计物理》(汪志诚著)
宏观规律
除状态方程外,理想气体还满足:
来源:University Physics (Young & Freedman, 15th ed.)
应用价值
理想气体模型在以下场景高度近似实际气体:
模型偏差修正
实际气体需通过范德华方程修正:
$$
left(P + frac{an}{V}right)(V - nb) = nRT
$$
其中$a$为分子引力修正项,$b$为分子体积修正项。
来源:Physical Chemistry (Atkins & de Paula)
理想气体是物理学和热力学中提出的一种理想化模型,用于简化气体行为的分析和计算。以下是其核心要点:
理想气体基于以下假设建立:
这些假设使问题简化,但仅在一定条件下(如低压、高温)近似成立。
理想气体的状态由方程描述: $$ PV = nRT $$
该方程揭示了气体宏观量(( P, V, T ))与微观量(分子数)的关系。
真实气体在以下情况会偏离理想行为:
理想气体模型虽不完美,却是理解气体规律的基础工具,实际应用时需结合具体条件判断其适用性。
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