§ 7. Ідеальний газ. Температура та її вимірювання

Ідеальний газ. Вивчення властивостей речовини почнемо з властивостей газів. І саме тому, що в газах сили взаємодії між молекулами мізерно малі. Щоб ще більше спростити задачу вивчення властивостей газу, вважатимемо, що молекули газу не взаємодіють між собою. Газ, який складається з молекул, які не взаємодіють між собою, називається ідеальним газом. Така модель газу дає можливість пояснити основні властивості газів і встановити деякі важливі закономірності їх поведінки. Далі, говорячи про гази, матимемо на увазі ідеальний газ.

Зрозуміло, що в природі ідеального газу не існує. Однак за певних умов і «справжні», реально існуючі гази, поводять себе так само, як і ідеальні. Атмосферне повітря, наприклад, може вважатися ідеальним газом.

Коли говорять, що молекули ідеального газу не взаємодіють між собою, це не означає, що кожна молекула зовсім вільна від впливу інших молекул. Рухаючись хаотично, молекули неминуче стикаються. Зіткнення ж означає, що одна молекула виявляється на гранично близькій відстані від іншої. А за малих відстаней, як ми бачили, між молекулами діють великі сили відштовхування. Вони змушують кожну з молекул змінити свій імпульс руху.

Таким чином, молекули ідеального газу все-таки взаємодіють, але тільки під час зіткнень. А час зіткнення дуже малий, набагато менший, ніж час руху молекул між зіткненнями. Переважну частину часу молекули рухаються, не взаємодіючи між собою. Тому прийнято вважати, що ідеальний газ складається з молекул, які не взаємодіють між собою. Молекули реальних газів мають скінченні розміри. Сили їх взаємодії швидко зменшуються зі збільшенням відстані між молекулами. Однак у міру зменшення густини власний об'єм молекул газу стає дедалі меншим порівняно з об'ємом, що його займає газ, а середні відстані між молекулами стають такими великими, що силами їх взаємодії можна знехтувати. Властивості такого газу близькі до властивостей ідеального газу.

Температура та її вимірювання. Вивчаючи матеріал попередніх параграфів, ми підкреслювали залежність перебігу різних фізичних явищ від температури, припускаючи, що з цим поняттям ви вже ознайомлені. З курсу фізики 8-го класу вам відомо, що температуру тіла вимірюють термометром і що вона пов'язана зі швидкістю руху молекул.

До визначення поняття температури можна прийти на