이상기체,ideal_gas

압력,pressure, 부피,volume, 온도,temperature사이 관계가 이상기체식으로 완벽하게 기술되는 가상의 기체,gas.

특징
  • 구성분자들이 동일
  • 분자의 부피가 0
  • 기체 분자 사이의 힘이 0

기체 입자간 탄성충돌,elastic_collision(curr goto 충돌,collision)하는 것 이외에는 서로 상호작용이 없음.


실제 기체,gas는 온도,temperature가 높고 밀도,density가 낮은 경우 이상기체와 비슷한 성질을 나타내는 경향이 있음.



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1. 기체 분자 운동론


기체,gas 분자,molecule들은 충돌,collision...
볼츠만_상수,Boltzmann_constant kB
기체상수,gas_constant R
맥스웰 - 볼츠만 분포, 맥스웰-볼츠만 속력 분포, distribution of speed
이상기체상태방정식(ideal gas equation)

가정 CLEANUP
  • random_walk
  • 크기, 질량 0? 매우 작음? 질량이 0인건 운동량이 0이 되어서 안될듯하고... point_mass, infinitesimal volume
  • 직선운동, 직진운동
  • 다른 분자와 상호작용 안해 no interaction
  • 부딪히면 완전탄성충돌? elastic collision
  • 에너지등분배 energy equipartition law
[https]major src

기체분자운동에너지???
$K=\frac32Nk_BT$
$=\frac32nN_Ak_BT$
$=\frac32nRT$
운동에너지,kinetic_energy


분자 속력 측정? 예상? 시 제곱평균제곱근,root_mean_square,RMS 언급됨.

기체분자운동론으로 다음을 설명할 수 있음
내부에너지,internal_energy 맨아래쪽에 관련 내용 있음
이상기체,ideal_gas에도
TODO:

Sites:
쉬운 설명 (고등학교 레벨)
http://study.zum.com/book/14325
대학교 필기
https://blog.naver.com/hafs_snu/220810301328

Up: 물리화학 통계역학

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2. 이상 기체 상태 방정식


보일-샤를 법칙 + 게이뤼삭의 법칙을 종합.

입자가 탄성충돌,elastic_collision해서, 운동량,momentum의 방향이 변함
보일-샤를_법칙을 만족.
P V = n R T
$PV=nRT$

압력,pressure×부피,volume = (몰수 n)×(기체상수 R)×(절대온도인가CHK)

여기서 R에 대해 정리하면 R = (P V)/(n T) 이므로,
이상기체상수 R은 0.082 atm L / mol K
-CHK

$PV=N k_B T$
$PV=n N_A k_B T$ (NA kB = R = 기체상수,gas_constant)
$PV=nRT$

$PV=nRT=Nk_BT$
$P:$ 압력,pressure of the gas
$V$ : 부피,volume of the gas
$n$ : 기체의 몰수
$N$ : 기체 분자 수 $(N=n\cdot N_A)$
$k_B$ : 볼츠만_상수,Boltzmann_constant
$T$ : 기체의 절대온도

PV=nRT의 개선 버전:
반데르발스 방정식
van der Waals equation
$\left(P+\frac{n^2a}{V^2}\right)\left(V-nb\right)=nRT$

영어권에선 '이상기체상태방정식'이라 안하고 그냥 '상태방정식', 'equation of state'이라 하는 듯?
WpKo:상태_방정식
WpEn:Equation_of_state
[https]물리학백과: 상태방정식

그리고 '이상기체법칙' 이라 함
WpEn:Ideal_gas_law
WpKo:이상기체_법칙

다만 상태방정식 state_equation 이란 것이 또 있음. (행렬, 미방, 입출력 나오는..) 아마 제어이론?

상태,state
equation_of_state
state_equation

그러고보니 transition_matrix (curr. 추이행렬,transition_matrix)여기 중 어떤 것은
state_transition_matrix 임.

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3. Compare: 이상유체 = 완전유체


이상유체의 네 가지 가정
비점성(nonviscous) - 내부마찰 0
비압축성(incompressible) — 밀도가 변하지 않는다고 가정, 밀도는 항상 일정하게 유지됨
정상 흐름(steady) - 각 점의 속도가 일정하게 유지됨, 한 지점을 통과하는 모든 입자들의 속도가 같음
비회전성 흐름(irrotational) - 어느 점에서도 각운동량을 갖지 않음 (각운동량,angular_momentum L=0?)

이상유체의 연속방정식
연속방정식,continuity_equation
관 속에서 $A_1$ 을 지나는 유체의 질량은 같은 시간 동안 $A_2$ 를 지나는 유체의 질량과 같다. 유체는 비압축성임을 가정하여 부피가 일정.
이때 이상유체의 연속방정식:
$A_1v_1=A_2v_2=\textrm{constant}$

Up: 유체역학,fluid_mechanics and 유체,fluid
Compare: 이상기체,ideal_gas
}

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4. etc; CLEANUP