Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio, que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística. En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable. Generalmente, el alejamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión), ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas. El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También por lo general, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases pesados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes. A ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un líquido o a un sólido. El modelo de un gas ideal, sin embargo, no describe o permite las transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas. FRANCISCO SALDAÑA/220106215 Existen tres clases básicas de gas ideal: El clásico o gas ideal de Maxwell-Boltzmann El gas ideal cuántico de Bose, compuesto de bosones El gas ideal cuántico de Fermi, compuesto de fermiones Las propiedades termodinámicas de un gas ideal pueden ser descritas por dos ecuaciones: La ecuación de estado de un gas ideal clásico que es la ley de los gases ideales y la energía interna a volumen constante de un gas ideal que queda determinada por la expresión: Símbolo Nombre Valor Unidad U Energía interna del sistema p Presión Pa V Volumen m3 ^cv J Calor específico adimensional a volumen constante n Cantidad de sustancia de un gas R Constante de los gases T Temperatura absoluta La cantidad de gas en J·K−1 es mol 8.314 J·K−1mol-1 K donde N es el número de partículas de gas. es la constante de Boltzmann (1.381×10−23J·K−1). La distribución de probabilidad de las partículas por velocidad o energía queda determinada por la distribución de Boltzmann. FRANCISCO SALDAÑA/220106215 Los gases ideales también tienen como concepto usar los moles por volumen constante. Para la constante la temperatura para gas monoatómico FRANCISCO SALDAÑA/220106215
