Идеальный и реальный газы

Термодинамика (от греческих слов therme — теплота и dynamis — сила) — наука, изучающая закономерности взаимного превращения тепловой и других форм энергии.

Техническая термодинамика — один из разделов общей термодинамики, в котором рассматриваются процессы, связанные с взаимным превращением тепловой и механической энергии в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания (ДВС)). Преобразование одного вида энергии в другой осуществляется посредством рабочего тела, которым в ДВС является газ.

В газах вследствие больших расстояний между молекулами силы межмолекулярного взаимодействия уменьшаются настолько, что не оказывают существенного воздействия на движение молекул, это движение становится беспорядочным, хаотическим, что обусловлено частыми столкновениями молекул между собой и их отталкиванием. Характер движения молекул зависит от теплового состояния вещества. Следствием беспорядочного движения молекул, при котором ни одно из направлений не оказывается преимущественным, являются наиболее характерные свойства газа: равномерное заполнение всего объема и равномерное давление на стенки сосуда, в котором заключен газ.

При повышении температуры и снижении давления увеличивается объём газа, что приводит к возрастанию расстояния между молекулами и ослаблению сил их взаимного притяжения. Одновременно уменьшается и относительный объем молекул в общем объёме, занимаемом газом.

При давлении, близком к нулю, силами притяжения и объёмом самих молекул можно пренебречь. В этом случае газ по своим свойствам соответствует идеальному газу.

Идеальный газ — абстрактное понятие реального газа; молекулы идеального газа не имеют размеров и молекулярных сил взаимодействия. Такое допущение позволяет упростить математические выражения законов термодинамики.

Существующие в природе газы отличаются от идеальных, причем тем больше, чем выше их давление.

Известные газовые законы, строго говоря, верны только для идеальных газов. Однако в большинстве случаев реальные газы с достаточной точностью можно рассматривать как идеальные.