הבדלים בין גרסאות בדף "גז אידאלי"

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
 
(5 גרסאות ביניים של 3 משתמשים אינן מוצגות)
שורה 1: שורה 1:
 
'''גז אידאלי''' (באנגלית: '''Ideal Gas''') מוגדר כגז שמקיים בדיוק את '''משוואת הגז האידאלי''' (ראה להלן).
 
'''גז אידאלי''' (באנגלית: '''Ideal Gas''') מוגדר כגז שמקיים בדיוק את '''משוואת הגז האידאלי''' (ראה להלן).
  
על מנת שגז יקיים את משוואת הגז האידאלי הוא צריך להיות מורכב ממולקלות או [[אטום|אטומים]] שתופשים נפח זניח מסה"כ הנפח שבו מצוי הגז, הכוחות בינהם זניחים, וההתנגשויות בין המולקולות למולקולות אחרות הינן התנגשויות אלסטיות (התנגשות אלסטית הינה התנגשות שבה נשמרת האנרגיה הקינטית לפני ואחרי ההתנגשות, התנגשות אלסטית מתרחשת אם במהלך ההתנגשות האנרגיה הקינטית איננה מומרת לסוג אחר של אנרגיה, למשל חום).
+
על מנת שגז יקיים את משוואת הגז האידאלי הוא צריך להיות מורכב ממולקולות או [[אטום|אטומים]] שתופסות נפח זניח מסך כל הנפח שבו מצוי הגז; הכוחות ביניהן זניחים; וההתנגשויות בין המולקולות למולקולות אחרות הינן התנגשויות אלסטיות (התנגשות אלסטית הינה התנגשות שבה נשמרת האנרגיה הקינטית לפני ואחרי ההתנגשות. התנגשות אלסטית מתרחשת אם במהלך ההתנגשות האנרגיה הקינטית איננה מומרת לסוג אחר של אנרגיה, למשל חום).
  
'''משוואת הגז האידאלי''' או '''חוק הגז האידאלי (Ideal Gas Law)''' – הינה משוואה המקשרת בין לחץ הגז, P, הטמפרטורה שלו T, והנפח שלו V. ניתן לרשום את משוואת הגז האידאלי בצורות הבאות:
+
'''משוואת הגז האידאלי''' או '''חוק הגז האידאלי (Ideal Gas Law)''' – הינה משוואה המקשרת בין לחץ הגז P, הטמפרטורה שלו T, והנפח שלו V. ניתן לרשום את משוואת הגז האידאלי בצורות הבאות:
  
 
<math>PV=nRT</math>
 
<math>PV=nRT</math>
שורה 17: שורה 17:
 
חוק הגז האידאלי התגלה ע"י חיבור של שני חוקים:
 
חוק הגז האידאלי התגלה ע"י חיבור של שני חוקים:
  
# חוק צ'ארלס שהתגלה בשנת 1787 ע"י הפיזקאי ג'ק צ'ארלס (Jacques Charles), שקובע כי בלחץ קבוע הנפח של הגז מתכונתי לטמפרטורה של הגז.
+
# חוק צ'ארלס שהתגלה בשנת 1787 ע"י הפיזיקאי ז'ק צ'ארלס (Jacques Charles), שקובע כי בלחץ קבוע הנפח של הגז מתכונתי לטמפרטורה של הגז.
# חוק בויל שהתגלה בשנת 1662 ע"י רוברט בויל (Robert Boyle) , שקובע כי בטמפרטורה קבועה מכפלת הלחץ והנפח קבועה.
+
# חוק בויל שהתגלה בשנת 1662 ע"י רוברט בויל (Robert Boyle), שקובע כי בטמפרטורה קבועה מכפלת הלחץ והנפח קבועה.
  
 
==סטיות מחוק הגז האידאלי==
 
==סטיות מחוק הגז האידאלי==
  
במקרים רבים בטבע גזים מתנהגים בקרוב טוב כמו גז אידאלי. במקרים אחרים, למשל כאשר גז נמצא במצב דחוס, ההנחה שגודל המולקולות זניח ביחס למרחק בינהם ושהם אינם מפעילים כוח זה על זה איננה נכונה.
+
במקרים רבים בטבע גזים מתנהגים בקרוב טוב כמו גז אידאלי. במקרים אחרים, למשל כאשר גז נמצא במצב דחוס, ההנחה שגודל המולקולות זניח ביחס למרחק ביניהן ושהן לא מפעילות כוח זו על זו איננה נכונה.
  
דוגמאות למצבים שבהם יש סטיות מגז אידאלי או שגז אידאלי אינו מתאר טוב את משוואת המצב (המשוואה הקושרת בין הלחץ, הצפיפות והטמפרטורה) הן:
+
דוגמאות למצבים שבהם יש סטיות מגז אידאלי או שגז אידאלי לא מתאר טוב את משוואת המצב (המשוואה הקושרת בין הלחץ, הצפיפות והטמפרטורה) הן:
  
# כאשר גז נמצא במצב דחוס וגטדל המולקולות אינו ניתן להזנחה - במקרה כזה, קיים תיקון לחוק הגז האידאלי שנקרא משוואת ואן-דר-וואלס (van der Waals equation).
+
# כאשר גז נמצא במצב דחוס וגודל המולקולות לא ניתן להזנחה - במקרה כזה, קיים תיקון לחוק הגז האידאלי שנקרא משוואת ואן-דר-וואלס (van der Waals equation).
# כאשר הגז חם מאד ודליל אזי לחץ הקרינה של הגז נעשה דומיננטי.
+
# כאשר הגז חם מאד ודליל, אזי לחץ הקרינה של הגז נעשה דומיננטי.
# כאשר גז פרמיונים (אלקטרונים או נוקלאונים) נדחס לצפיפיות עצומות נכנס לפעולה עיקרון קוונטי הקרוי האיסור של פאולי. במקרה זה הגז הינו גז מנוון והוא איננו מקיים את חוק הגז האידאלי.
+
# כאשר גז פרמיונים (אלקטרונים או נוקלאונים) נדחס לצפיפויות גבוהות נכנס לפעולה עקרון קוונטי הקרוי "עקרון האיסור של פאולי". במקרה זה הגז הינו גז מנוון והוא איננו מקיים את חוק הגז האידיאלי.
  
 
==ראו גם==
 
==ראו גם==

גרסה אחרונה מ־04:55, 9 בדצמבר 2009

גז אידאלי (באנגלית: Ideal Gas) מוגדר כגז שמקיים בדיוק את משוואת הגז האידאלי (ראה להלן).

על מנת שגז יקיים את משוואת הגז האידאלי הוא צריך להיות מורכב ממולקולות או אטומים שתופסות נפח זניח מסך כל הנפח שבו מצוי הגז; הכוחות ביניהן זניחים; וההתנגשויות בין המולקולות למולקולות אחרות הינן התנגשויות אלסטיות (התנגשות אלסטית הינה התנגשות שבה נשמרת האנרגיה הקינטית לפני ואחרי ההתנגשות. התנגשות אלסטית מתרחשת אם במהלך ההתנגשות האנרגיה הקינטית איננה מומרת לסוג אחר של אנרגיה, למשל חום).

משוואת הגז האידאלי או חוק הגז האידאלי (Ideal Gas Law) – הינה משוואה המקשרת בין לחץ הגז P, הטמפרטורה שלו T, והנפח שלו V. ניתן לרשום את משוואת הגז האידאלי בצורות הבאות:

PV=nRT

או לחילופין:

PV=Nk_{B}T

כאשר n הינו מספר המולים של הגז, R הינו קבוע הגזים, N מספר המולקולות בגז ו kB הינו קבוע בולצמן.

היסטוריה

חוק הגז האידאלי התגלה ע"י חיבור של שני חוקים:

  1. חוק צ'ארלס שהתגלה בשנת 1787 ע"י הפיזיקאי ז'ק צ'ארלס (Jacques Charles), שקובע כי בלחץ קבוע הנפח של הגז מתכונתי לטמפרטורה של הגז.
  2. חוק בויל שהתגלה בשנת 1662 ע"י רוברט בויל (Robert Boyle), שקובע כי בטמפרטורה קבועה מכפלת הלחץ והנפח קבועה.

סטיות מחוק הגז האידאלי

במקרים רבים בטבע גזים מתנהגים בקרוב טוב כמו גז אידאלי. במקרים אחרים, למשל כאשר גז נמצא במצב דחוס, ההנחה שגודל המולקולות זניח ביחס למרחק ביניהן ושהן לא מפעילות כוח זו על זו איננה נכונה.

דוגמאות למצבים שבהם יש סטיות מגז אידאלי או שגז אידאלי לא מתאר טוב את משוואת המצב (המשוואה הקושרת בין הלחץ, הצפיפות והטמפרטורה) הן:

  1. כאשר גז נמצא במצב דחוס וגודל המולקולות לא ניתן להזנחה - במקרה כזה, קיים תיקון לחוק הגז האידאלי שנקרא משוואת ואן-דר-וואלס (van der Waals equation).
  2. כאשר הגז חם מאד ודליל, אזי לחץ הקרינה של הגז נעשה דומיננטי.
  3. כאשר גז פרמיונים (אלקטרונים או נוקלאונים) נדחס לצפיפויות גבוהות נכנס לפעולה עקרון קוונטי הקרוי "עקרון האיסור של פאולי". במקרה זה הגז הינו גז מנוון והוא איננו מקיים את חוק הגז האידיאלי.

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית


מחברים


ערן אופק