Для отримання уявлень про властивості різних фізичних об’єктів і процесів вчені часто вдаються до використання спрощених моделей. Однією з них є модель ідеального газу. Використовуючи її, покажемо, за якою формулою внутрішня енергія газу обчислюється.

Концепція ідеального газу

Під газом ідеальним розуміють такий газ, частинки якого одна з одною не взаємодіють, хаотично рухаються в просторі в різних напрямках, ймовірність їх зіткнення між собою практично дорівнює нулю, відстані між частинками великі в порівнянні з їх лінійними розмірами.

Єдиним процесом, що спостерігається експериментально в макроскопічному масштабі в ідеальній газовій системі, є зіткнення молекул зі стінками посудини. Ці зіткнення вважаються абсолютно пружними, тобто в результаті у них зберігається імпульс частинок і їх кінетична енергія. Розглянутий процес є причиною тиску в газах.

Ідеальним з високим ступенем точності можна вважати будь-газ, який при атмосферних тисках і кімнатних температурах знаходиться в термодинамічній рівновазі. Більш того, система повинна складатися з хімічно нейтральних молекул і атомів, наприклад молекули N2, O2 або благородні гази He, Ar та інші.