Gas unggul

Termodinamik
Enjin haba Carnot klasik
Cabang Klasik Statistik Kimia Kuantum Keseimbangan / Tak seimbang
Hukum Sifar Pertama Kedua Ketiga
Sistem Keadaan Persamaan keadaan Gas unggul Gas nyata Keadaan jirim Keseimbangan Isi padu kawalan Radas Proses Isobar Isokor Isoterma Adiabatik Isentropi Isentalpi Kuasistatik Politropi Pengembangan bebas Berbalik Tak berbalik Endoberbalik Kitaran Enjin haba Pam haba Kecekapan terma
Sifat sistem Nota: Rencana condong mewakili Pemboleh ubah konjugat Rajah sifat Sifat intensif dan ekstensif Fungsi proses Kerja Haba Fungsi keadaan Suhu / Entropi (Pengenalan) Tekanan / Isi padu Keupayaan kimia / Nombor zarah Kualiti wap Sifat terturun
Sifat bahan Maklumat sifat
Persamaan Teori Carnot Teori Clausius Hubungan asas Hukum gas unggul Hubungan Maxwell Hubungan salingan Onsager Persamaan Bridgman Jaduan persamaan termodinamik
Keupayaan Tenaga bebas Entropi bebas Tenaga dalaman ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpi ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Tenaga bebas Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Tenaga bebas Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
Sejarah Budaya Sejarah Am Entropi Hukum gas Mesin gerakan sentiasa Falsafah Entropi dan masa Entropi dan kehidupan Gear sehala Brown Jin Maxwell Paradoks kematian haba Paradoks Loschmidt Sinergetik Teori Teori kalori Teori haba Vis viva ("daya hidup") Padanan mekanik bagi haba Kuasa motif Penerbitan-penerbitan "An Experimental Enquiry Concerning ... Heat" "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" "Reflections on the Motive Power of Fire" Garis masa Termodinamik Enjin haba Seni Pendidikan Permukaan termodinamik Maxwell Entropi sebagai sebaran tenaga
Ahli sains Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Kategori
l b s

Gas unggul ialah gas hipotesis yang terdiri dari zarah-zarah serupa dengan isi padu sifar dan tiada daya antara molekul. Di samping itu, atom atau molekul juzuk tersebut mengalami perlanggaran kenyal sempurna dengan dinding bekas yang mengandungi gas tersebut. Gas nyata tidak mempunyai ciri-ciri ini, walaupun hampir sama dan oleh itu, boleh dianggap mewakili gas nyata, terutamanya pada suhu yang tinggi dan tekanan yang rendah.^[1]

Terdapat tiga jenis gas unggul:

• gas unggul klasik atau Maxwell-Boltzmann,
• gas Bose kuantum unggul, terdiri dari boson, dan
• gas Fermi kuantum unggul, terdiri dari fermion.

Gas unggul termodinamik klasik

Ciri-ciri termodinamik gas unggul boleh diwakili oleh dua persamaan:^[2][3]

Hukum gas unggul

Persamaan keadaan gas unggul klasik diberikan oleh hukum gas unggul.

${\displaystyle pV=nRT=NkT\,}$

Tenaga dalaman gas unggul pula diberikan oleh:

${\displaystyle U={\hat {c}}_{V}nRT={\hat {c}}_{V}NkT,}$

dengan:

• ${\displaystyle {\hat {c}}_{V}}$ merupakan pemalar (contohnya 3/2 untuk gas monatom);
• U ialah tenaga dalaman;
• p ialah tekanan;
• V ialah isi padu;
• n ialah kuantiti gas (mol);
• R ialah pemalar gas, 8.314 J•K^-1mol^-1;
• T ialah suhu mutlak;
• N ialah bilangan zarah;
• k ialah pemalar Boltzmann, 1.381x10^-23 J•K^-1.

Persamaan ini diterbitkan daripada tiga hukum gas, iaitu:

• Hukum Boyle: ${\displaystyle V\propto {\frac {1}{P}};}$
• Hukum Charles: ${\displaystyle V\propto T;}$
• Hukum Avogadro: ${\displaystyle V\propto n.}$

Gabungan ketiga-tiga hukum ini persamaan di bawah:

${\displaystyle V\propto {\frac {nT}{P}},}$

${\displaystyle V=R\left({\frac {nT}{P}}\right),}$

${\displaystyle PV=nRT.}$

Model mikroskopik

Dalam perubahan pemerhatian daripada nilai makroskopik (bahagian kiri persamaan) kepada nilai mikroskopik (bahagian kanan persamaan), persamaan ini dipakai:

${\displaystyle nR=Nk_{b},}$

dengan:

• N ialah bilangan zarah gas;
• k_b ialah pemalar Boltzmann.

Lihat juga

• Gas nyata

Rujukan