A gázokról, mint anyagi halmazokról, érzékszerveink útján sok információt szerezhetünk. Megtapasztalhatjuk, hogy a rendelkezésükre álló teret kitöltik, hogy nyomásuk van. Az anyagi halmaz makroszkópikus tulajdonságainak jelentős része csupán érzékszerveink segítségével is megfigyelhető.
A gázhalmazállapot jelentősen különbözik a többi halmazállapottól, mert a gázoknak nincs felszínük, határozott térfogatuk, nagymértékben összenyomhatók, viszont állapotuk jellemezhető nyomásukkal.
A gázrészecskék viselkedése
Általában igaz, hogy az anyagi halmaz makroszkópikus tulajdonságait a szerkezetük, az őket felépítő részecskék tulajdonságai és azok kölcsönhatásai határozzák meg. Modellezésük során eredményre vezethet, ha definiálunk egy kellően nagy elemszámú objektumhalmazt, az egyes elemeket ellátjuk bizonyos tulajdonságokkal és a halmazhoz az elemek kölcsönhatását leíró szabályrendszert rendeljük. Ha ezek után azt tapasztaljuk, hogy valamilyen szempontból hasonlóan viselkedik a valódi gázokhoz, akkor alkalmas a gázok adott tulajdonságának tanulmányozására.
A gázrészecskék a rendelkezésükre álló térben szabadon elmozdulhatnak, egymással gyenge kölcsönhatásban vannak. Mozgásuk az egymással való ütközéseik eredményeként adódó, véletlen-szerűnek tekinthető Brown-féle mozgás.
A gázrészecskék mozgása
A Brown-féle mozgás bár a részecskék egymással való ütközéseik következménye, véletlen leírásuk megfelelő eredményre vezet.
Definiáljunk egy n elemű objektumhalmazt, és minden eleméhez rendeljük a gáztérben elfoglalt helyüket. Az elemekhez ezek után sorsoljunk egy véletlen irányt és egy távolságot.
A távolság az az út, amelyet a részecske egységnyi idő alatt megtesz. Ezt szem előtt tartva, pontosabbá tehető modellünk, ha a távolság megválasztásakor figyelembe vesszük a Maxwell-Boltzmann-eloszlást is.
21. századi közoktatás - fejlesztés, koordináció (TÁMOP-3.1.1-08/1-2008-0002)
