Jabarkan Model yang disederhanakan dari Gas

Persamaan keadaan (untuk gas) adalah model matematis yang digunakan untuk mendeskripsikan atau memprediksi secara kasar sifat keadaan suatu gas. Saat ini, tidak ada persamaan tunggal yang secara akurat dapat memprediksi sifat semua gas dalam semua kondisi. Oleh karena itu, sejumlah persamaan keadaan yang jauh lebih akurat telah dikembangkan untuk gas pada suhu dan rentang tekanan tertentu. "Model gas" yang paling banyak dibahas adalah "gas sempurna", "gas ideal" dan "gas nyata". Masing-masing model ini memiliki seperangkat asumsi tersendiri untuk memudahkan analisis sistem termodinamika yang diberikan. Setiap model yang berurutan memperluas rentang cakupan suhu yang akan diterapkan.

Model gas ideal dan sempurna

Persamaan keadaan untuk gas ideal atau sempurna adalah hukum gas ideal dan dinyatakan sebagai

dengan P adalah tekanan, V adalah volumenya, n adalah jumlah gas (dalam satuan mol), R adalah tetapan gas, , dan T adalah suhu. Penulisan cara ini kadang-kadang disebut "versi kimiawan", karena ini menekankan jumlah molekul n. Bisa juga ditulis sebagai

dengan  adalah konstanta gas spesifik untuk gas tertentu, dalam satuan J•kg−1•K−1, dan  adalah densitas. Notasi ini adalah versi "ahli dinamika gas", yang lebih praktis dalam pemodelan aliran gas yang melibatkan percepatan tanpa reaksi kimia.

Hukum gas ideal tidak membuat asumsi tentang panas spesifik gas. Dalam kasus yang paling umum, panas spesifik adalah fungsi dari suhu dan tekanan. Jika ketergantungan terhadap tekanan diabaikan (dan mungkin juga ketergantungan terhadap suhu) dalam aplikasi tertentu, terkadang gas dikatakan sebagai gas sempurna, walaupun asumsi yang tepat dapat bervariasi, tergantung pada penulis dan/atau bidang sains.

Untuk gas ideal, hukum gas ideal berlaku tanpa batasan pada panas spesifik. Gas ideal adalah "gas nyata" yang disederhanakan dengan asumsi bahwa faktor kompresibilitas Z diatur pada 1 yang berarti bahwa rasio pneumatik ini tetap konstan. Faktor kompresibilitas satu juga memerlukan empat variabel keadaan untuk mengikuti hukum gas ideal.

Pendekatan ini lebih sesuai untuk aplikasi di bidang teknik meskipun model sederhana dapat digunakan untuk menghasilkan rentang "taman bola" di mana solusi sebenarnya harus dibohongi. Contoh di mana "perkiraan gas ideal" akan sesuai adalah berada di dalam ruang bakar mesin jet. Ini mungkin juga berguna menjaga reaksi elementer dan disosiasi kimia untuk menghitung emisi.