Ideaal gas

Een ideaal gas is een hypothetisch gas dat precies aan de ideale gaswet voldoet. Een ideaal gas bestaat uit moleculen die een te verwaarlozen ruimte innemen en waartussen te verwaarlozen krachten bestaan, behalve bij botsingen. Alle botsingen tussen moleculen en tussen moleculen en de wanden zijn perfect elastisch, aangezien de moleculen geen mogelijkheid hebben energie op te slaan (behalve translationele kinetische energie). Een ideaal gas is een goede benadering voor reële verdunde gassen.

De ideale gaswet werd door Van der Waals verder uitgebreid tot de Van der Waalsvergelijking, waarin ook het volume en de aantrekkingskracht van de moleculen in beschouwing worden genomen.

Bij lagere temperaturen en hogere dichtheden, kan het nodig zijn dat effecten van kwantummechanische statistiek belangrijker zijn dan die van wisselwerkingen. In zulke gevallen wordt het concept van een ideaal gas uitgebreid met naar dat van een ideaal Fermigas of Bosegas.

De ideale gaswet legt als volgt een verband tussen fysische omstandigheden:

$p\cdot V=n\cdot R\cdot T$

waarin

• p de druk is van het gas
• V het volume is waarin het gas zich bevindt
• n het aantal mol is van het gas
• R de gasconstante is
• T de temperatuur is van het gas (in kelvin).

Aangezien R = k_B N_A, de gasconstante is de Boltzmannconstante maal het getal van Avogadro, kan dit ook geschreven worden als

$p\cdot V_{m}=N_{A}\cdot k_{B}\cdot T$

de V staat hier voor het volume per mol.