Ideaalikaasu reaalikaasun mallina
Ympäristössä olevat kaasut ovat reaalikaasuja. Ideaalikaasu yksinkertaistaa reaalikaasua ja jättää huomioimatta kaasussa tapahtuvia vuorovaikutuksia. Ideaalikaasun malli on voimassa vain tietyin reunaehdoin, mutta sen avulla kaasun tilan ratkaisu on yksinkertaisempaa. Kaasun yleinen tilanyhtälö on voimassa ideaalikaasua muistuttavalle kaasutyypille. Normaaliolosuhteissa tai niiden läheisyydessä monia kaasuja voidaan tarkastella ideaalikaasuna.
Ideaalikaasun malli perustuu oletuksiin, että kaasumolekyylit
-
- ovat kaikki keskenään samanlaisia
- ovat pistemäisiä
- liikkuvat lämpöliikkeen johdosta täysin satunnaisiin suuntiin
- törmäilevät toisiinsa täysin kimmoisasti (eivät takerru toisiinsa kiinni)
- eivät vuorovaikuta toisiinsa muutoin kuin törmäämällä
- liikkuvat törmäysten välillä tasaisella nopeudella ja suoraviivaisesti.
Kaasut noudattavat ideaalikaasun mallia parhaiten normaaliolosuhteita korkeammassa lämpötilassa ja alhaisemmassa paineessa. Jos kaasua puristetaan kasaan, kaasumolekyylien väliset etäisyydet pienenevät. Molekyylien väliset vuorovaikutukset voimistuvat ja kaasun tilavuus pienenee nopeammin kuin ideaalikaasulaki ennustaa.
Alhaisessa lämpötilassa kaasumolekyylien liike hidastuu. Molekyylien väliset sähköiset vuorovaikutukset ja painovoima vaikuttavat yhä enemmän kaasun liikkeeseen, ja ideaalikaasulaki mallintaa kaasun tilaa heikommin.
Ideaalikaasun tilanyhtälöön päädyttiin kokeellisten lakien pohjalta. Se voidaan myös johtaa suoraan matemaattisesti ideaalikaasun mallin oletuksista.