معادلة الغاز المثالي

تصف المعادلة العامة حالة غاز مثالي 

من حيث 

دوال الحالة : 

الضغط p

 والحجمV 

ودرجة الحرارةT 

وكمية الغاز n وعدد جزيات الغاز N 

 وبالتالي كتلة الغاز m. 

ويمكن كتابة المعادلة في صياغات مختلفة

 ولكنها جميعا متساوية 

 وكل منها يصف حالة النظام بدقة كاملة.

صياغات المعادلة:

${\displaystyle p\cdot V=n\cdot R_{m}\cdot T}$

${\displaystyle p\cdot V={\frac {m}{M}}\cdot R_{m}\cdot T}$

${\displaystyle p\cdot V=N\cdot k_{\mathrm {B} }\cdot T}$

${\displaystyle p\cdot V=m\cdot R_{s}\cdot T}$

صياغات أخرى:

${\displaystyle p\cdot v_{m}=R_{m}\cdot T}$

${\displaystyle p\cdot v=R_{s}\cdot T}$

${\displaystyle p=\rho \cdot R_{s}\cdot T\qquad {\text{consequently}}\qquad {\frac {p}{\rho \cdot T}}=R_{s}}$

في تلك المعادلات تعني الرموز الآتية ما يلي:

• k_B - ثابت بولتزمان
• R_m - ثابت الغازات العام (أو ثابت الغازات المولي)
• R_s - ثابت الغاز النوعي
• ρ - الكثافة
• v_m - الحجم المولي
• v - الحجم النوعي
• N - عدد الجزيئات
• n - عدد المولات
• m - الكتلة
• M - كتلة مولية

تمثل المعادلة العامة للغاز المثالي معادلة الحالة الترموديناميكية عندما تكون الكثافة صغيرة ${\displaystyle \rho \rightarrow 0}$ dar

 أي عندما يكون الضغط صغيرا جدا ودرجة الحرارة عالية.

 في تلك الحالة يمكن إهمال حجم الجزيئات نفسها وقوى التجاذب بينها.

وتمثل معادلة الغاز المثالي

 تمثيلا تقريبيا لغازات كثيرة مثل الهواء المشبع ببخار الماء في الظروف الطبيعية 

(1 ضغط الجوي ،و درجة حرارة 20 مئوية) 

 فهي تصف حالته بدقة تقريبية مناسبة. 

وينتج من المعادلة العامة للغاز المثالي 

أنالطاقة الداخلية للغاز المثالي لا تعتمد على الضغط أو الحجم 

 وتعتمد فقط على درجة الحرارة.

 وتتكون الطاقة الداخلية في هذه الحالة

 من طاقة الحركة والحركة الحرارية لجزيئات الغاز.