Idealiosios dujos

 NoFonti.svg  Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į šaltinius
(pažymėtas nuo 2020 m. lapkričio).

Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Idealiosios dujos termodinamikoje yra idealizacija, naudojama aprašant iš tikro egzistuojančias dujas. Nagrinėjant idealias dujas galima ignoruoti jas sudarančių dalelių (molekulių) tūrius ir tarpmolekulines sąveikas.

Skiriamos kelios idealių dujų rūšys.

Klasikinės idealiosios dujosKeisti

Ši idealizacija taikytina, kai slėgis yra daug mažesnis už kritinį, o temperatūra pakankamai aukšta, jog tai nebūtų skystis, tačiau ne tiek aukšta, jog didelės energijos susidūrimų metu pasireikštų molekulinės sąveikos jėgos. Tokių dujų specifinis šiluminis talpumas priklauso tik nuo temperatūros. Kartu tik nuo temperatūros priklauso ir entalpijos pokytis. Izotermos sutampa su izoentalpėmis.

 
Idealiųjų dujų dėsnis. Slėgio priklausomybė nuo tūrio (ir atvirkščiai) esant įvairioms temperatūroms (skirtingos kreivės)

Pagrindines tokių dujų savybes aprašo dvi lygtys. Pirmoji (būvio lygtis) dar vadinama idealiųjų dujų dėsniu:

 

Antroji lygtis aprašo idealiųjų dujų energiją:

 

kur

Dalelių greičio arba energijos statistinis pasiskirstymas vadinamas Bolcmano pasiskirstymu.

Šiluminė talpaKeisti

Pastoviame tūryje laikomų idealiųjų dujų šiluminė talpa lygi

 

Konstanta   yra lygi pusei dujas sudarančių molekulių laisvės laipsnių skaičiaus. Vienaatomėms dujoms ji lygi  , tuo tarpu iš dviejų atomų susidedančioms dujų molekulėms ji lygi  . Taip galima tyrinėti dujų molekulių struktūrą.

Pastoviame slėgyje esančių dujų šiluminė talpa lygi

 

kur   yra dujų entalpija. Pastovaus slėgio sąlygomis kaitinamos dujos plečiasi (užimamas tūris didėja).

čia   yra konstanta, kuriai galioja dėsnis

 .

Garso greitisKeisti

Garso greitis idealiose dujose randamas pagal formulę

 

kur

  yra tų dujų adiabatinis indeksas (orui lygus apie 1,41)
  yra universalioji dujų konstanta (8,314 J/mol K)
  yra absoliutinė temperatūra (K)
  yra vieno dujų molio masė kilogramais (kg/mol)

Taigi aukštesnėje temperatūroje garso greitis dujose didesnis. Iš stambesnių molekulių susidedančiose dujose garso greitis paprastai mažesnis (dar priklauso ir nuo  ).