Modèle microscopique du gaz parfait

Dans le modèle cinétique des gaz, la pression est égale à la force exercée par les atomes frappant et rebondissant à partir d`une zone unitaire de la surface du récipient de gaz. Considérez un gaz de molécules N, chacun de masse m, enfermé dans un cube de volume V = L3. Lorsqu`une molécule de gaz entre en collision avec la paroi du récipient perpendiculaire à l`axe x et rebondit dans la direction opposée avec la même vitesse (une collision élastique), le changement d`élan est donné par: en 1738, Daniel Bernoulli publie HYDRODYNAMICA, qui a jeté les bases de la théorie cinétique des gaz. Dans ce travail, Bernoulli a postulé l`argument, encore utilisé à ce jour, que les gaz consistent en un grand nombre de molécules se déplaçant dans toutes les directions, que leur impact sur une surface provoque la pression de gaz que nous ressentons, et que ce que nous expérimentons comme la chaleur est tout simplement la cinétique énergie de leur mouvement. La théorie n`a pas été immédiatement acceptée, en partie parce que la conservation de l`énergie n`avait pas encore été établie, et il n`était pas évident pour les physiciens comment les collisions entre les molécules pourraient être parfaitement élastique. [3]: 36 – 37 3. Tel qu`il est représenté en termes de «loi sur le gaz idéal», c`est un modèle pour relier la façon microscopique de penser aux gaz à la manière macroscopique de penser aux gaz. Cela se voit de façon frappante dans les deux façons équivalentes que le modèle est écrit: dans les livres sur la théorie cinétique élémentaire [21] on peut trouver des résultats pour la modélisation de gaz dilué qui a une utilisation généralisée. La dérivation du modèle cinétique pour la viscosité de cisaillement commence habituellement par considérer un écoulement de couette où deux plaques parallèles sont séparées par une couche de gaz. La plaque supérieure se déplace à une vitesse constante vers la droite en raison d`une force F.

La plaque inférieure est stationnaire, et une force égale et opposée doit donc agir sur elle pour la garder au repos. Les molécules de la couche de gaz ont un composant de vitesse avant u {displaystyle u} qui augmentent uniformément avec la distance y {displaystyle y} au-dessus de la plaque inférieure. Le flux de non-équilibre est superposé à une distribution d`équilibre de Maxwell-Boltzmann des mouvements moléculaires. 2. le modèle idéal de gaz est si largement utilisé par pratiquement tous les scientifiques parce que d`une part les relations mathématiques entre les variables sont simples et faciles à raisonner avec, et d`autre part, les propriétés de gaz apparaissant dans le modèle sont empiriquement significative et peut être rigoureusement déterminée. et M {displaystyle M} est la masse molaire. L`équation ci-dessus présuppose que la densité de gaz est faible (c.-à-d. que la pression est faible). Cela implique que l`énergie translationnelle cinétique domine sur les énergies de rotation et de molécule vibrationnelle.