P | V | T | N |
---|---|---|---|
--- | --- | --- | --- |
V tej animaciji velja, da je N = nR (številska vrednost Boltzmannove konstante je 1.38 10-23 J/K, v animacijah se privzame vrednost kB = 1 brez enote. R je univerzalna plinska konstanta 8310 J/K, T je absolutna temperatura v K, n je število molov snovi. Zaradi privzete vrednosti za kB, je N potem številsko enak številu molekul v plinu oziroma enak temu številu, če izpustimo enoto. Od tod sledi plinska enačba idealnega plina v obliki pV = NT. Enote v simulaciji so Pa, m3, K, J/K.
Plin lahko preide iz enega stanja (ki ga opišemo s tlakom, volumnom, številom atomov in temperaturo) v drugega na več načinov. Toplota lahko prehaja iz okolice v plin ali pa plin greje okolico. Ravno tako lahko plin opravlja delo ali pa delo prejme. Kako plin preide iz enega stanja v drugo, je določeno s toplotnim tokom in opravljenim delom. Vendar pa se notranja energija spremeni samo, če se spremeni temperatura sistema (ne glede na način spremembe temperature). Z drugimi besedami, sprememba notranje energije je neodvisna od procesa, medtem ko sta delo in toplota odvisna od vrste procesa
Zaradi poenostavitve poimenujemo procese z imeni, ki opisujejo vrste procesov. V naši ponazoritvi je število atomov v plinu konstantno (sicer ni posebne zahteve, da bi število atomov ostalo konstantno, vendar za namen naše ponazoritve privzemimo zaprto posodo).
Eden od načinov opisa stanja plina je pV diagram. Prav tako bi lahko uporabili pT ali VT diagram, vendar uporabljamo pV diagram, ker na njem lažje vidimo opravljeno delo. Delo je kar ploščina lika pod krivuljo (do ordinatne osi, ki je na naših grafih označena z rdečim poljem). Če že znaš kaj o infinitezimalnem računu, boš to lahko razbral iz enačbe za delo A = ∫ p dV (integral je namreč ploščina lika pod krivuljo).
Spremembe stanja v plinu pa niso vedno opisane z zgoraj navedenimi procesi (Neznan proces). V idealnem plinu lahko teče poljuben proces, dokler velja zveza pV = NT. Preprosto gre za to, da je v takem primeru težje matematično opisati proces, zato je težje izračunati delo in toploto.