قانون الغازات المثالية في الفيزياء والكيمياء هو قانون يحكم متغيرات الغاز المثالي. ذكر القانون لأول مرة بواسطة العالم الفرنسي بينوا كلابيرون في عام 1834. اشتق القانون من حقيقة أنه في الحالة المثالية لأي غاز، يحتل عدد معين من الجسيمات نفس الحجم، وأن الحجم يتناسب عكسيا مع تغير الضغط والحرارة خطياً. بالإضافة لأشياء أخرى، يدمج قانون الغازات المثالية قانون شارل وقانون بويل، حيث ينطبق قانون الغاز المثالي على جميع درجات الحرارة والضغوط المتصورة. كما أن الغاز المثالي من المستحيل أن يتحول إلى سائل تحت أي حرارة أو ضغط. قانون الغاز المثالي قانون الغاز المثالي يختلف الضغط خطيًا حسب درجة الحرارة والكمية والعكس .. المتغيرات التي منها تعرف كمية الغاز وحالته هي الضغط، الحجم والحرارة طبقا للقانون التالي: حيث: P: ضغط الغاز V: حجم الغاز n: عدد المولات في الغاز R: ثابت الغازات العام T: درجة الحرارة المطلقة. حيث أن قانون الغازات المثالية يتجاهل كلا من الحجم الجزيئي والتفاعلات بين الجزيئات وبعضها، يعد قانون الغازات المثالية أكثر دقة مع الغازات أحادي الذرة في الضغوط المنخفضة ودرجات الحرارة العالية. يكون تجاهل الحجم الجزيئي أقل أهمية كلما ازداد الحجم، أي عند الضغوط المنخفضة. الأهمية النسبية للتفاعلات الجزيئية تضعف بزيادة الطاقة الحرارية أي بزيادة الحرارة.
والتي تنشا من القوى الداخلية بين جزيئات الغاز المثالي. فان طاقة الغاز لا تتغير عند تغير حجمه او تغير المسافة بين جزيئاته. يمكن حساب ثابت الغاز المثالي ( R) بوحدات فيزياوية مختلفة لا سيما انه يمثل حاصل ضرب وحدات الضغط والحجم مقسوما على حاصل ضرب وحدات عدد المولات ودرجة الحرارة المطلقة المعادلة 1-18.
38. N= يدل على عدد الجزيئات الموجودة في الغاز. الصيغة المولية للغاز المثالي هذا القانون يساوي الحجم × الضغط = عدد مولات الغاز × درجة الحرارة × ثابت الغاز. ويتم التعبير عنه باللغة الإنجليزية PV = nRT. P= يعبر عن ضغط الغاز ويقاس بوحدة الضغط الجوي atm. V= يدل على حجم الغاز ويتم قياسه بوحدة اللتر L. n= يشير إلى عدد مولات الغاز ويتم قياسه بوحدة مول. R= يدل على ثابت الغازات وهو يساوي 0. 082.
الضغط الناتج في الحالة النهائية إذن T init = 293 K و T final = 308 K. ويترتب على ذلك أن الضغط الناتج في الحالة النهائية سيكون: p النهائي = (15 بار) × (308 كلفن) × (12 م 3) / (293 كلفن) × (8. 5 م 3) = 22 بار صلاحية قانون الغاز المثالي نظرًا لأن الغاز المثالي يُعرَّف بأنه الغاز الذي تكون فيه جميع التصادمات بين الذرات أو الجزيئات مرنة تمامًا وحيث لا توجد قوى جذب بين الجزيئات ، فلا يوجد شيء اسمه غاز مثالي حقًا في الطبيعة. في المقابل ، تقترب جميع الغازات الحقيقية من الحالة المثالية عند ضغط منخفض (كثافة). عند الضغط المنخفض ، تكون الجزيئات متباعدة بدرجة كافية حتى لا تتفاعل مع بعضها البعض. ما هو الغاز المثالي؟ (مع أمثلة عليه) - سطور. بمعنى آخر ، يكون قانون الغاز المثالي دقيقًا فقط عند الضغوط المنخفضة نسبيًا (فيما يتعلق بالضغط الحرج p cr) وفي درجات الحرارة المرتفعة (فيما يتعلق بدرجة الحرارة الحرجة T cr). في هذه الإعدادات ، يكون عامل الانضغاط ، Z = pv / RT ، حوالي 1. يتم استخدام عامل الانضغاط لحساب الانحراف عن الوضع المثالي. الطاقة الداخلية للغاز المثالي يعتمد عامل التصحيح هذا على الضغط ودرجة الحرارة لكل غاز يتم النظر فيه. الطاقة الداخلية للغاز المثالي الطاقة الداخلية هي مجموع كل الطاقة المرتبطة بحركة الذرات أو الجزيئات في النظام.
الغازات أحادية الذرة مثل الهليوم والكريبتون وغيرها هي كلها من الغازات الخاملة حيث لا ترتبط الذرات مع بعضها البعض مكونة جزيئات وإنما تبقى كل ذرة بمفردها. هذا بالمقارنة بغاز ثنائي مثل الأكسجين والنيتروجين والكلوركلجزيئ منها مكون من ذرتين. ومثال على جزيئ ثلاثي الذرات: ثاني أكسيد الكربون وجزيئه يتكون من 1 ذرة كربون و 2 ذرة أكسجين. وتعتبر الجزيئات الأحادية الذرات أبسط أنواع الغازات في الدراسة وتسمي لذلك غاز مثالي. الغازات الثنائية والثلاثية الذرات والجزيئات الأعقد من ذلك يحدث فيها اهتزاز الذرات وكذلك يمكنها "الدوران" حول محور أو أكثر ، مما يصعب دراستها. مثال على قانون الغاز المثالي. وضعت معادلات أكثر تعقيدا مثلا معادلة فان دير فالس والتي تسمح بادخال الحجم الجزيئي والتفاعلات بين الجزيئات في الاعتبار. المعادلة العامة للغاز المثالي تصف المعادلة العامة حالة غاز مثالي من حيث دوال الحالة: الضغط p والحجم V ودرجة الحرارة T 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: صياغات أخرى: