ideal gas是什麼意思，ideal gas的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

理想氣體（ideal gas）是熱力學和統計物理學中的一個理論模型，用于簡化描述氣體在特定條件下的行為。它基于以下核心假設：

1. 分子體積忽略不計：氣體分子本身的大小（體積）被視為無限小，與氣體所占的總體積相比可以忽略不計。這意味着分子被視為質點。
2. 分子間無相互作用力：除了碰撞瞬間，氣體分子之間不存在任何相互作用力（既無吸引力，也無排斥力）。分子在兩次碰撞之間作勻速直線運動。
3. 碰撞為完全彈性碰撞：分子之間以及分子與容器壁之間的碰撞是完全彈性的，碰撞過程中沒有動能損失，總動能守恒。
4. 運動符合牛頓力學：分子的運動遵循經典牛頓力學定律（在非極端條件下成立）。

核心意義與應用：

• 簡化模型： 理想氣體模型極大地簡化了真實氣體行為的數學描述，使得推導氣體狀态方程（如著名的理想氣體狀态方程 PV = nRT）和研究氣體熱力學性質（如内能、焓、熵）成為可能。
• 實際氣體的近似： 在低壓、高溫條件下，大多數真實氣體的行為非常接近理想氣體。這是因為此時分子間距很大，分子本身的體積和分子間作用力相對于其動能而言變得微不足道。
• 理論基礎： 它是理解更複雜的真實氣體模型（如範德華方程）的基礎，也是統計物理學中推導氣體分子運動論和麥克斯韋-玻爾茲曼分布的起點。
• 工程應用： 在工程計算中，當精度要求不高或條件滿足時，常使用理想氣體定律進行初步設計和估算。

理想氣體狀态方程： 理想氣體的壓強 (P)、體積 (V)、物質的量 (n) 和熱力學溫度 (T) 之間的關系由理想氣體狀态方程描述： $$ PV = nRT $$ 其中 (R) 是普適氣體常數（約為 8.314 J/(mol·K)）。

與真實氣體的區别： 真實氣體分子具有一定體積，并且分子間存在相互作用力（主要是範德華力）。在高壓或低溫條件下，當分子間距減小、分子間作用力增強時，真實氣體的行為會顯著偏離理想氣體模型。此時需要使用修正的狀态方程（如範德華方程）來描述。

權威參考來源：

• 維基百科 - 理想氣體： 提供了理想氣體的定義、基本假設、狀态方程及其與真實氣體的對比概述。
• 美國化學學會 (ACS) 化學術語數據庫： 對 Ideal Gas 給出了标準化的科學定義。
• 《中國大百科全書》物理學卷 / 化學卷： 包含對“理想氣體”詞條的權威科學解釋。
• 大學物理或物理化學教材： 如《University Physics》(Young & Freedman)、《Physical Chemistry》(Atkins) 等經典教材均有詳細章節闡述理想氣體模型及其理論基礎。

網絡擴展資料

理想氣體（ideal gas）是一個理論上的氣體模型，用于簡化實際氣體的行為分析。以下是其核心概念和特點：

1. 定義與假設 理想氣體基于以下假設建立：

• 分子無體積：氣體分子被視為質點，體積忽略不計。
• 無分子間作用力：分子間既無吸引力也無排斥力。
• 完全彈性碰撞：分子與容器壁的碰撞無能量損失。

2. 狀态方程 理想氣體遵循狀态方程： $$ PV = nRT $$ 其中：

• (P) = 壓強
• (V) = 體積
• (n) = 物質的量
• (R) = 理想氣體常數（8.314 J/(mol·K)）
• (T) = 絕對溫度

3. 適用條件 在高溫低壓環境下，實際氣體最接近理想氣體行為，此時分子間距大，相互作用和自身體積的影響可忽略。

4. 與實際氣體的差異 真實氣體在以下情況偏離理想模型：

• 低溫高壓：分子間作用力和體積占比顯著
• 需用更複雜的方程描述，如範德瓦爾斯方程： $$ left(P + frac{a n}{V}right)(V - nb) = nRT $$

5. 應用價值 該模型廣泛應用于：

• 熱力學計算
• 工程學估算
• 教學實驗設計
• 氣體定律推導（如波義耳定律、查理定律）

理想氣體概念的提出者詹姆斯·克拉克·麥克斯韋曾指出，這一模型雖不完美，但為理解氣體行為提供了關鍵理論框架。在标準溫度和壓力（如25℃, 1atm）下，常見氣體（如氮氣、氧氣）的行為與理想氣體近似度可達99%以上。

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