Номер 6, страница 227 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 5. Молекулярная физика. Параграф 28. Температура и средняя кинетическая энергия молекул - номер 6, страница 227.

Условие.

6. Объясните, в каких случаях реальный газ близок по своим свойствам к идеальному газу.

Решение.

Решение

Идеальный газ — это теоретическая модель газа, которая подчиняется двум основным допущениям: во-первых, пренебрегается собственным объемом молекул (они считаются материальными точками), и во-вторых, пренебрегается силами взаимодействия между молекулами (потенциальная энергия взаимодействия считается равной нулю). Столкновения молекул считаются абсолютно упругими.

В реальных газах, в отличие от идеальных, молекулы имеют конечный размер и между ними существуют силы притяжения и отталкивания.

Чтобы реальный газ был близок по своим свойствам к идеальному, необходимо, чтобы условия, в которых он находится, позволяли пренебречь как объемом молекул, так и взаимодействием между ними. Такие условия достигаются при:

Низком давлении. При низком давлении газ является разреженным, то есть среднее расстояние между молекулами становится очень большим по сравнению с их собственными размерами. Это позволяет считать объем самих молекул пренебрежимо малым по сравнению с объемом сосуда. Кроме того, на больших расстояниях силы межмолекулярного взаимодействия очень слабы, и их влиянием можно пренебречь.

Высокой температуре. При повышении температуры растет средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул. Если средняя кинетическая энергия $E_к$ становится намного больше максимальной потенциальной энергии взаимодействия между молекулами $E_п$, то есть выполняется условие $E_к \gg E_п$, то молекулы движутся настолько быстро, что силы притяжения не успевают существенно изменить их траекторию. В этом случае взаимодействием молекул также можно пренебречь.

Таким образом, сочетание низкого давления и высокой температуры создает условия, при которых свойства реального газа наилучшим образом описываются моделью идеального газа.

Ответ: Реальный газ близок по своим свойствам к идеальному газу при низких давлениях и высоких температурах.