גז אידיאלי
גז אידיאלי הוא רעיון שמסביר גזים על ידי הרבה חלקיקים קטנים שנעים. החלקיקים נחשבים נקודות זעירות. הם לא מושפעים זה מזה, רק מתנגשים לפעמים. המודל עובד טוב בתנאים רגילים. למשל אוויר בבית. אם הלחץ נמוך או אם חם מאוד, מודל זה מדויק יותר. ריכוז החלקיקים קטן אז. יש דרך לכתוב קשר בין לחץ, נפח ומספר חלקיקי...
משוואת מצב
משוואת מצב היא כלל שמקשר בין שלושה דברים חשובים: לחץ, טמפרטורה וצפיפות. לחץ זה כמה כוח פועל על שטח. טמפרטורה זה כמה חם. צפיפות זה כמה חומר יש במקום מסוים. יש גז פשוט שנקרא גז אידיאלי. שם החלקיקים לא משפיעים זה על זה. אז הלחץ תלוי בכמות החלקיקים, בנפח ובחום. האוויר סביבנו מתנהג בערך כמו גז אידיאלי. א...
פונקציית חלוקה (פיזיקה)
פונקציית החלוקה (Z) עוזרת להבין כמה סביר שמערכת תהיה במצב מסוים. היא תלויה בטמפרטורה. טמפרטורה היא כמה חם המערכת. הגדרה: במערכת עם כמות חלקיקים וטמפרטורה קבועים מחברים את כל המצבים עם משקל שמקטין מצבים עם אנרגיה גבוהה. אנרגיה היא כמה "מלא" או פעיל מצב מסוים. המשקל הזה מבוסס על exp(-E/kT). k הוא ק...
לחץ חלקי
לחץ חלקי אומר כמה לחץ היה לגז אם היה לבד במיכל. זהו רעיון ולא מדידה ישירה. גז אידיאלי (גז דמיוני שבו החלקיקים לא משפיעים זה על זה) מסביר את הרעיון הכי פשוט. על פי חוק דלטון, אם שמים כמה גזים ביחד, הלחץ הכולל הוא סך כל הלחצים החלקיים שלהם. כלומר כל גז תורם חלק מהלחץ שלו. שבר מולי אומר מה החלק של כל...
קבוע בולצמן
קבוע בולצמן מחבר טמפרטורה לאנרגיה. שמו הוא k_B. הערך שלו הוא 1.380649 × 10^{-23} J K^{-1}. J הוא ג'אול, יחידת אנרגיה. K הוא קלווין, יחידת טמפרטורה. אנרגיה תרמית היא התנועה של חלקיקים קטנים. טמפרטורה מודדת את האנרגיה הממוצעת שלהם. דרגת חופש היא דרך בה חלקיק יכול לזוז. הקשר הפשוט הוא: Q = (1/2) N_...
קיבול חום
קיבול חום הוא כמה חום צריך כדי להעלות טמפרטורה של משהו. זה נמדד בג'ול לכל מעלת חום (J/°C). יש שני מקרים חשובים. אחד כשהגוף לא יכול להתרחב (נפח קבוע). השני כשהגוף יכול להתרחב תחת לחץ קבוע. כשהוא מתרחב, חלק מהחום עובד על ההתרחבות. ברוב המוצקים והנוזלים אין הבדל גדול בין המקרים. בגזים יש הבדל משמעות...
חוק שארל
חוק שארל נתגלה על ידי ז'אק שארל ב-1787. גם גה-ליסאק מצא אותו ב-1802. איזובארי פירושו: הלחץ נשאר אותו דבר. לחץ זה "הדחיקה" של האוויר. החוק אומר: כשטמפרטורה (כמה חם) עולה, נפח (כמה מקום הגז תופס) גדל אם הלחץ קבוע. זה אומר: חם יותר, הגז תופס יותר מקום. קר יותר, הגז תופס פחות מקום....
תהליך איזותרמי
תהליך איזותרמי הוא תהליך שבו הטמפרטורה נשארת קבועה. התהליך נע לאט. המערכת מחליפה חום עם מאגר חם כדי לשמור על הטמפרטורה. בתרשים לחץ, נפח, השטח מתחת לעקומה מייצג את העבודה. בגז אידיאלי, כשהנפח גדל, הלחץ קטן. אנרגיה פנימית היא האנרגיה שבתוך הגז. אם הטמפרטורה קבועה, האנרגיה הפנימית לא משתנה. החום שנכ...
חוק גה-ליסאק
החוק נכתב ב-1802 על ידי לואי גה-ליסאק. הוא אומר: אם נפח הגז נשאר קבוע, חימום מעלה את הלחץ. נפח קבוע = הנפח לא משתנה. טמפרטורה בקלווין = דרך למדידת חום. יש גם חוק נוסף שלו על נפחי גזים שגולשים ביחסים של מספרים שלמים. ב-1809 אמדאו אבוגדרו השתמש ברעיונות האלה כדי להציע השערה חשובה על גזים....
גז
גז הוא מצב של חומר. מצב צבירה אומר איך החומר נראה (מוצק, נוזל או גז). בגז החלקיקים רחוקים זה מזה. הם נעים בחופש וממלאים את הכלי שבו הם נמצאים. לגז אין נפח קבוע. גזים יכולים לזרום. הם מתפשטים בחלל. כשקר, גז יכול להפוך לנוזל. חוק אבוגדרו אומר שכמות שווה של גזים פשוטים תופסת נפח שווה. גז אידיאלי זה רע...
לחץ
לחץ הוא כמה כוח פועל על שטח מסוים. בגז יש המון חלקיקים שמכהים בקירות. ההתנגשויות האלה יוצרות כוח על הקיר. היחס בין הכוח ליחידת שטח הוא הלחץ. כוח שמגיע למשׂטח תמיד פועל לכיוון מאונך. אם מפזרים את הכוח על שטח גדול, הלחץ קטן. לכן מי שישב על מיטת מסמרים לא ייפצע כמו על מסמר אחד. כשהלחץ גדול יותר מתחת...
ז'וזף לואי גה-ליסאק
סן-לאונאר-דה-נובלה , צרפת ז'וזף לואי גה-ליסאק (1778, 1850) היה מדען מצרפת. הוא עבד עם גזים. למד בבית בתחילה. ב-1794 הגיע לפריז כדי להתכונן לבית ספר חשוב בשם אקול פוליטקניק. הוא לימד פיזיקה וכימיה באוניברסיטאות גדולות. ב-1802 גילה כלל פשוט על גזים: אם הלחץ נשאר אותו דבר, הגז מתרחב כשהוא מתחמם. ...
התפלגות מקסוול-בולצמן
התפלגות מקסוול-בולצמן מראה איך מהירויות של חלקיקים מפוזרות. התפלגות = איך דברים מתחלקים בערכים. היא נקראת על שם מקסוול ובולצמן. אם המהירויות בצירים שונים מתפלגות כמו עקומת פעמון, אז הגודל הכולל של המהירות מקבל את ההתפלגות הזו. =שימושים= משתמשים בה כדי להבין חום, לחץ ותנועה בגז. ההנחה היא שיש הרבה חל...