قانون گازهای کامل ونظریه جنبشی
مقدمه :
هر چند که شناختن گرما به عنوان یکی از اشکال انرژی پیامد
آزمایشهایی روی مایعات و جامدات انجام گرفته اما این مطالعه خواص گرمایی گازه است که به روشن ترین شکل روابط گرمایی حرکت مولکولی و کار دینامیکی را نشان میدهد دراین فصل توجه خود را عمدتا به مدلی ایده ال از گازهای حقیقی معطوف می کنیم گاز کامل شامل تعداد زیادی از ذرات یکسان و بینهایت کوچک است که کنش متقابل آنها بر هم محدود به برخوردهایی کشسان است که گاه گاهی و بنیادی معطوف کنیم و خود را درگیر جزئیات دشوار که اساسی هم نیستند .این فصل به سه بخش اصلی تقسیم می شود . ابتدا شواهد تجربی مربوط به رابطه بین فشار حجم ودمای گازهای کامل را مرور می کنیم با استفاده از این دادهها و معادلات حالات گاز کامل را بدست می اوریم سپس همین معادله رابا استفاده از چند فرض معقول فیزیکی درباره ماهیت میکروسکپی گاز بدست می آوریم بررسی خواص دینا میکی مولکول ها و اعمال قوانین نیوتن به رابطه بین فشار حجم و انرژی جنبشی متوسط انتقال و مولکول منجر می شود سرانجام این دو رهیاف در قالب یک نظریه هماهنگ ادغام می کنیم.
کمیتهای مولی:
غالبا راهترین کار این بود که معادلات ربط دهنده متغیر های گوناگون فیزیکی را بر حسب جرم طول یاحجم واحد یا جرم واحد P بیان می کنیم در معادله برنولی چگالی را به شکل نیروی G حجم ظاهر می شود ثا بت گرانشی بین جرمهای واحد که به فاصله واحد طول از یکدیگر تعریف کردیم برای مقا صد فعلی ما مناسب‌ترین مقیاس واحد جرم نیست بلکه واحدی است که بر مبنای تعدادی ثابت از ذرات یا تعداد مو لکولها بر گرم مول استوار است یک گرم مول یا صرفامول بنابر تغریف عبارت است از مقداری ماده که جرم آن بر حسب گرم با وزن مولکولی تشکیل دهنده اش برابر باشد واحد یعنی کیلو گرم مول عبارت است از مقداری از ماده SI که جرم آن بر حسب کیلو گرم با وزن مولکولی تشکیل دهنده اش برابر باشد وزن مولکولی در واقع عنوانی نا درست است زیرا واقعا وزن نیست .وزن مولکولی نسبت جرم مولکول به یک دوازدهم جرم اتمی کربنی است ه هسته آن فراوانتر ایزوتوپ باشد. این که وزن مولکولی را نسبت جرم مولکولی به جرم اتم هیدروژن بگیریم از دقتی برخوردار است که فعلا برای ما کافی است جرم مولکولی یک مولکول تک اتمی همان جرم مولکولی چند اتمی جرم مولکولی عبارت است از مجموع جرم اتمی.
معادله حالات گاز کامل:
تعداد مولکولهای گاز 1ATM حتی در حجم نسبتا کوچک است روشن است که محاسبه دقیق رفتار 19^10*7/2 دینامیکی تمام ذرات گاز بی ثمر می باشد خوشبختانه خواص کپه ای یک دسته بزرگ از ذرات را می توان بدون دانستن جزئیات رفتار تک تک به دست أورد این خواص مثلا فشار حجم ودما را توابع حالت سیستم ورابطه بین آنهارا معادله حالت می نامند. ازمایشهای رابرت بویل از نخستین ازمایشهای دقیقی بود که درباره رفتار گازها انجام شد .او کوچکترین پسر ارل کرک بود واستطاعت مالی کافی داشت چنان گه می توانست به عنوان سرگرمی جانبی به دنبال کنجکاوی علمی برود بول یک سلسله اندازه گیری درباره فنریت هوا انجام داد و پی برد که یک فرمول ریاضی ساده میتواند رابطه رابطه بین فشار و حجم مقداری ثابت از هوا در دمایی ثابت را بیان کند. این رابطه که امروز ان را قانون بویل می دانند عبارت از: