1. 1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Πολλζσ από τισ ςθμερινζσ αντιλιψεισ μασ για τθν φλθ και τθ κερμότθτα ζχουν τθν
αφετθρία τουσ ςτθ μελζτθ τθσ ςυμπεριφοράσ των αερίων, για τθν οποία εργάςτθκαν
μερικοί από τουσ πιο ςθμαντικοφσ κεωρθτικοφσ και πειραματικοφσ φυςικοφσ, ςτθ
διάρκεια του αιϊνα που πζραςε και ςτισ αρχζσ του αιϊνα μασ.

2. 1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Τα μόρια των αερίων βρίςκονται ςε διαρκι κίνθςθ και ςυγκροφονται με τα
άλλα μόρια ι με τα τοιχϊματα του δοχείου. Η κίνθςθ των μορίων του
αερίου, μεταξφ δφο ςυγκροφςεων, είναι ευκφγραμμθ ομαλι, θ «μζςθ
ελεφκερθ διαδρομι» τουσ ςχετικά μεγάλθ και οι ταχφτθτεσ με τισ οποίεσ
κινοφνται είναι τθσ τάξθσ των 1600 χιλιομζτρων τθν ϊρα!

3. 1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Στο κεφάλαιο αυτό αρχικά κα μελετιςουμε τουσ νόμουσ που διζπουν τθ ςυμπεριφορά
των αερίων, όπωσ αυτι γίνεται αντιλθπτι μακροςκοπικά. Στθ ςυνζχεια κα δοφμε πϊσ,
με τθν υπόκεςθ ότι τα αζρια αποτελοφνται από μόρια ςτα οποία αποδϊςαμε οριςμζνεσ
ιδιότθτεσ, καταφζραμε να εξθγιςουμε τθ ςυμπεριφορά τουσ.

4. Νόμοσ του Boyle (Μπόιλ, 1627-1691)
Η πίεςη οριςμζνησ ποςότητασ αερίου του οποίου η θερμοκραςία
παραμζνει ςταθερή είναι αντίςτροφα ανάλογη με τον όγκο του.
1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
.=.  TVp 

5. 1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Ο νόμοσ του Charles (Σαρλ, 1746-1823)
Η πίεςη οριςμζνησ ποςότητασ αερίου του οποίου ο όγκοσ
διατηρείται ςταθερόσ είναι ανάλογη με την απόλυτη θερμοκραςία
του αερίου.
..   V
T
p

6. 1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Ο νόμοσ του Gay – Lussac (Γκζι-Λουςάκ, 1778-1850)
Ο όγκοσ οριςμζνησ ποςότητασ αερίου, όταν η πίεςή του διατηρείται
ςταθερή, είναι ανάλογοσ με την απόλυτη θερμοκραςία του.
V/T=ςτακ. για p=ςτακ.

7. Ιδανικά αζρια
1.ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Μακροςκοπικά ιδανικό αζριο, είναι αυτό που υπακοφει ςτουσ τρεισ νόμουσ των
αερίων ςε οποιεςδήποτε ςυνθήκεσ κι αν βρίςκεται.
Οι τρεισ προθγοφμενοι νόμοι ιςχφουν για τα διάφορα αζρια με μικρζσ
ι μεγάλεσ αποκλίςεισ.
Συγκεκριμζνα ιςχφουν με μεγαλφτερθ ακρίβεια για ζνα μονοατομικό
παρά για ζνα πολυατομικό αζριο που βρίςκεται ςτισ ίδιεσ ςυνκικεσ. Επίςθσ
ιςχφουν με μεγαλφτερθ ακρίβεια για τα θερμά και αραιά αζρια από ό,τι για
τα πυκνά και ψυχρά.
Ασ υποκζςουμε τϊρα ότι κάποιο αζριο υπακοφει με ακρίβεια ςτουσ
νόμουσ αυτοφσ ανεξάρτθτα από το αν είναι κερμό ι ψυχρό, πυκνό ι αραιό.
Ένα τζτοιο αζριο ακριβϊσ επειδι ςτθν πραγματικότθτα δεν υπάρχει κα
ονομάηεται ιδανικό αζριο.

8. 1-3 ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ
ΑΕΡΙΩΝ
nRTpV 
KmolJR  /314,8 R L atm mol K  0 082, /
M
m
n 

TR
M
m
p V 

V
m
 
p
M
R T

Ιδανικό αζριο είναι το αζριο για το οποίο ιςχφει η καταςτατική εξίςωςη ακριβώσ, ςε
όλεσ τισ πιζςεισ και θερμοκραςίεσ.

9. 1-4 ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
Η ακριβισ μζτρθςθ τθσ κερμοκραςίασ ι τθσ πίεςθσ ι, ακόμθ πιο πζρα, θ
γνϊςθ των ςχζςεων αναλογίασ μεταξφ πίεςθσ, όγκου, αρικμοφ mol και
κερμοκραςίασ δεν αρκοφν για να ερμθνεφςουμε τθ ςυμπεριφορά των αερίων.
Η μακροςκοπικι ςυμπεριφορά των αερίων ερμθνεφτθκε ικανοποιθτικά,
μόλισ ςτο τζλοσ του 19ου αιϊνα, με τθν κινητική θεωρία των αερίων. Η επιτυχία
τθσ κινθτικισ κεωρίασ ζδωςε το ζναυςμα και για τθν ανάπτυξθ ιδεϊν για τθ δομι
τθσ φλθσ γενικότερα. Επίςθσ, όπωσ ςυμβαίνει ςυχνά ςτθν ιςτορία τθσ επιςτιμθσ, θ
ανάγκθ επίλυςθσ πολφπλοκων υπολογιςτικϊν προβλθμάτων που ζκετε θ νζα
κεωρία οδιγθςε ςτθν ανάπτυξθ ενόσ νζου κλάδου τθσ Φυςικισ, τθσ Στατιςτικισ
Φυςικισ, που αποτζλεςε αργότερα πολφτιμο εργαλείο για τθ κεμελίωςθ τθσ
ςφγχρονθσ Φυςικισ, με εφαρμογζσ που ξεπζραςαν κατά πολφ τον αρχικό λόγο
φπαρξισ τθσ.
Σθμείο εκκίνθςθσ τθσ κινθτικισ κεωρίασ είναι θ υπόκεςθ ότι τα αζρια
αποτελοφνται από πολφ μεγάλο πλήθοσ απειροελάχιςτων ςφαιριδίων που
κινοφνται τυχαία (άτακτα) μζςα ςτο χϊρο που καταλαμβάνει το αζριο. Τα
ςφαιρίδια αυτά δεν είναι τίποτε άλλο από αυτό που ςιμερα αποτελεί για τον
κακζνα κοινό τόπο, τα μόρια του αερίου.

10. 1-4 ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
Τα μόρια του αερίου ςυμπεριφζρονται ςαν μικροςκοπικζσ, απόλυτα
ελαςτικζσ, ςφαίρεσ. Έτςι ο ςυνολικόσ όγκοσ των μορίων του αερίου μπορεί να
κεωρθκεί αμελθτζοσ ςε ςχζςθ με τον όγκο του δοχείου ςτο οποίο βρίςκεται.
Στα μόρια δεν αςκοφνται δυνάμεισ παρά μόνο τη ςτιγμή τησ κροφςησ με άλλα
μόρια ή με τα τοιχώματα του δοχείου. Έτςι, θ κίνθςι τουσ, ςτο μεςοδιάςτθμα
μεταξφ δφο κροφςεων, είναι ευκφγραμμθ ομαλι.
Οι κροφςεισ των μορίων με τα τοιχώματα είναι ελαςτικζσ. Έτςι θ κινθτικι
ενζργεια του μορίου δεν μεταβάλλεται μετά τθν κροφςθ του με το τοίχωμα.

11. 1-4 ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
A
F
p




12. V
mN
p
3
1 2


1-4 ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
2
3
1
p 





 2
2
1
3
2
m
V
N
p






 2
2
1
3
2
mNpV
RT
N
N
nRTpV
A
 )/(10381,1 23
KόJ
N
R
k
A
 

NkTpV 






 2
2
11
3
2
m
k
T
kTm
2
3
2
1 2

m
kT32
 
ενεργόσ ταχφτητα