Ideaalikaasumallit

Ideaalikaasumallit ovat teoreettisia malleja, jotka kuvaavat kaasujen käyttäytymistä tietyissä olosuhteissa. Ne perustuvat useisiin yksinkertaistaviin oletuksiin, jotka tekevät kaasun dynamiikan analysoinnista helpompaa. Yleisin ideaalikaasumalli on yhdistetty ideaalikaasulaki, joka esitetään muodossa PV = nRT. Tässä P on kaasun paine, V on tilavuus, n on ainemäärä, R on ideaalikaasuvakio ja T on lämpötila.

Ideaaliset kaasumallit olettavat, että kaasu koostuu suuresta määrästä erittäin pieniä partikkeleita, jotka ovat satunnaisessa liikkeessä. Oletetaan myös, että näiden partikkelien välillä ei ole merkittäviä vuorovaikutuksia, eli ne eivät vetovoimaisesti tai poispäin toisistaan vaikuta. Lisäksi oletetaan, että partikkelien oman tilavuuden osuus kaasun kokonaistilavuudesta on merkityksettömän pieni. Kaasumolekyylien väliset törmäykset oletetaan täysin kimmoisiksi, eli niiden liike-energia säilyy törmäyksissä.

Ideaaliset kaasumallit toimivat parhaiten korkeissa lämpötiloissa ja matalissa paineissa, olosuhteissa joissa kaasumolekyylien välinen etäisyys on suuri ja molekyylien oma tilavuus sekä väliset vuorovaikutukset ovat vähäisiä. Todelliset kaasut poikkeavat ideaalikaasusta erityisesti matalissa lämpötiloissa ja korkeissa paineissa, joissa molekyylien väliset vuorovaikutukset ja molekyylien oma tilavuus tulevat merkittäviksi. Tästä huolimatta ideaalikaasumallit ovat erittäin hyödyllisiä monissa fysiikan ja kemian sovelluksissa ja tarjoavat perustavanlaatuisen ymmärryksen kaasujen käyttäytymisestä.