Idealni plin

Idealni plin je takav plin čije čestice (atomi ili molekule) imaju ukupno zanemarljivo malen vlastiti obujam. Također, između njih ne postoje međumolekularne Van der Waalsove sile, pa se idealni plin ne može prevesti u tekuće ili čvrsto stanje. Idealni plin je teorijski koncept, a realni plinovi mu se približavaju tek pri niskim tlakovima i visokim temperaturama. Idealni plin se ponaša prema jednadžbi stanja idealnog plina i statističkoj mehanici.

Kod standardnog tlaka i temperature, većina realnih plinova ponaša se kao idealni plin. Većina plinova, kao što su zrak, dušik, kisik, vodik, plemeniti plinovi, pa i neki teži plinovi, kao što je ugljikov dioksid, mogu se tumačiti kao idealni plinovi, unutar razumnih odstupanja. Uglavnom, plin se ponaša više kao idealni plin kod viših temperatura i manjih gustoća (manjih tlakova), kada mehanički rad koji vrše međumolekularne sile postaje manje značajan u usporedbi s kinetičkom energijom čestica i veličina čestica je manje značajna u usporedbi s praznim prostorom između njih.

Model idealnog plina značajno odstupa od realnog plina kod niskih temperatura i viših tlakova, kada međumolekularne sile i veličina molekula dolazi do izražaja. To se posebno odnosi na teže plinove, vodenu paru i freone. U nekim slučajevima, kod niskih temperatura i viših tlakova, realni plinovi mijenjaju agregatno stanje, pretvaraju se u tekućine ili krute tvari. Model idealnih plinova ne dozvoljava promjene agregatnih stanja. U tom slučaju se trebaju koristiti složenije jednadžbe stanja.

Modeli idealnih plinova su se istraživali u Newtonovoj dinamici i kinetičkoj teoriji plinova, kao i u kvantnoj mehanici. Ponekad se modeli idealnih plinova koriste za ponašanje elektrona u metalima, a to je i jedan od najvažnijih modela u statističkoj mehanici.