Молекулы идеального газа

Молекула идеального газа

Молекулы идеального газа

Количеством степеней свободы системы частиц называют киль-кость независимых координат, которые нужно указать для полного описания конфигурации системы. Если система состоит из частиц, и каждая частица является независимой от других, то такая система требует для своего описания координат. В частности, количество степеней свободы для самой простой системы, которая состоит из одной отдельной частицы.

Следовательно, не все три координаты частицы являются независимыми: если мы свободно избрали две из них (допустимо ), то третья координата автоматически находится как, то есть третья координата является зависимой от первых двух. Следовательно, количество степеней свободы в системах, где существуют связки между координатами частиц является меньшей.

Примечание: для четырехатомных молекул имеем, следовательно, как и для трехатомных.

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) является упрощенным вариантом статистической физики в применении к газам и паров. Главные постулаты МКТ ничем не отличаются от главных идей статистической физики. Если применить их к газам, то можно сформулировать следующие положения:

- все газы состоят из микрочастиц (атомов, ионов, молекул, и тому подобное), которые находятся в хаотическом, беспрестанном руссе;

- между частицами возможные столкновения (коллизии), во время которых частицы изменяют направление движения, в то время как от столкновения к столкновению частицы двигаются прямолинейно.

Все газы и пары являются чем-то подобными друг другу, в частности можно указать на такие общие черты газов при обычных, не экстремальных, внешних условиях (умеренному давлению и температуре).

- Собственные размеры микрочастиц намного меньшие среднего расстояния между частицами

- Частицы относительно слабо взаимодействуют на расстоянии, причем, чем большее среднее расстояние между частицами тем взаимодействие более слабо

- При столкновении между собой, или со стенками емкости, в которой они находятся, частицы существенно изменяют направление движения (направление своих векторов импульсов), однако они практически не изменяют модулей своих векторов импульсов - то есть их столкновения почти упруги.

Такая общность общих свойств всех газов позволяет ввести в рассмотрение модель так называемого идеального газа, в котором вышеприведены черты поведения реальных газов доказаны до абсолюта. Следовательно, идеальный газ это газ материальных точек, которые не взаимодействуют между собой на расстоянии, а при столкновениях ведут себя как упругие пули.