Plynné látky

Plyny jsou látky s nejmenším zastoupením hmotnosti v objemové jednotce. Za normálního atmosférického tlaku je jejich hustota tisíckrát nižší než hustota kapalin nebo pevných látek.

Pokud tlak plynné látky není řádově větší než tlak atmosférický, jedná se o soustavu, ve které jsou jednotlivé molekuly v prostoru od sebe natolik vzálené, že jejich vzájemné působení není příiš závislé na konkrétním druhu plynu. Za takto nízkého tlaku je proto chování všech plynů podobné.

V takovém případě lze pro popis chování plynů použít univerzální vztahy, které sice úplně přesně neplatí pro žádný reálný plyn, při dostatečně nízkém tlaku však představují uspokojivou aproximaci.

Při používání těchto vztahů předpokládáme u plynu (plynné směsi) tzv. ideální chování. Pokud uvažujeme výchozí složky o stejném tlaku a teplotě, platí pro ideální plyn (směs ideálně se chovajících plynů) především zákon aditivity objemů (Amagatův zákon).

Dále pak platí zákon aditivity tlaků, v jehož důsledku objemová koncentrace složky v ideální plynné směsi odpovídá parciálnímu tlaku této složky (Daltonův zákon).

Při dané teplotě dále platí zákon dokonale pružného chování plynné soustavy, podle kterého je součin tlaku a objemu konstantní (Boylův zákon).

A konečně, koeficient lineární objemové roztažnosti ideálního plynu je číselně roven přibližně 0,0036 K-1 (Gayův-Lussacův zákon).

Objem 1 molu ideálního plynu činí za normálních podmínek (T=273,15 K, P=0,1013 MPa) přibližně 22,4 dm krychlových.

S pomocí univerzální stavové rovnice je možné všechny předcházející zákony odvodit a pro výpočty popisující chování plynů za nízkých tlaků představuje univerzální stavová rovnice opravdu univerzální nástroj.

Pro výpočty, uvažující jako plynné medium vzduch, lze v univerzální stavové rovnici používat virtuální molekulovou hmotnost vzduchu (80 obj. % dusíku, 20 obj. % kyslíku) číselně rovnou 28,8.

Při výpočtech za vyšších tlaků je nutno přihlédnout k individuálním vlastnostem jednotlivých plynů.

Promíchané plynné směsi představují dokonale homogenní systémy. K místním odchylkám ve složení může dojít jen ve špatně míchaných soustavách (hromadění těžkých par hořlavých látek u podlahy nedokonale větraných místností).