ideal gass

Ideal gass er en samling partikler som beveger seg tilfeldig rundt uten å virke på hverandre med krefter utenom når de kolliderer. Mange vanlige gasser, som for eksempel oksygen, nitrogen og edelgassene, oppfører seg tilnærmet som en ideal gass ved trykk og temperatur man opplever til daglig.

En ideal gass kan beskrives av tilstandsligningen:

\[pV=nRT\]

Her er p trykket, V volumet, n antall mol, R den molare gasskonstanten og T temperaturen av gassen målt i kelvin. Ligningen kan også skrives som pV=NkT, der N er antall molekyler i gassen, og k er Boltzmanns konstant, som kan oppfattes som gasskonstanten per molekyl. Tilstandsligningen for en ideal gass benyttes gjerne til å finne en av tilstandsvariablene p, V eller T. For eksempel vil man for en hvilken som helst ideal gass som består av n=1 mol og trykk p=101 325 Pa (1 atm) ved T=273 K kunne bruke tilstandsligningen til å finne volumet V=22,4 dm³, uavhengig av gassens molekylære sammensetning. Dette kalles en ideal gass' molare volum.

Tilstandsligningen for en ideal gass kan utledes av kinetisk gassteori under forutsetning at partiklene ikke har utstrekning og beveger seg i rette linjer til de kolliderer, samt at det ikke virker krefter mellom partiklene bortsett fra i kollisjonsøyeblikket. Det finnes ingen gasser som strengt tatt kan fullstendig oppfylle disse kriteriene, noe som betyr at alle gasser viser avvik fra idealitet. De største avvikene vil man få ved høye trykk og ved temperaturer nær gassens kondensasjonspunkt. Ved lave trykk og ved temperaturer godt over kritisk temperatur vil de fleste gasser med god tilnærming kunne behandles som ideale gasser. En mer nøyaktig likning for gasser med høyt trykk og temperatur nær kondensasjonspunktet er van de Waals likning. I denne ligningen tar man høyde for vekselvirkninger mellom molekylene, og den regnes derfor som mer generell enn tilstandsligningen for en ideal gass.