Wstęp

Gazy, dosłownie, znajdują się wokół nas – powietrze, którym oddychamy, jest mieszaniną gazów. Dzięki gazom ciasta stają się puszyste, napoje – musujące, a ciepło ogrzewające nasze domy to produkt spalania gazów. Działanie silników spalinowych i lodówek również zależy od własności gazów, jak pokażemy w kolejnych rozdziałach.

Badanie ciepła i temperatury należy do działu fizyki zwanego termodynamiką (jak to omówiliśmy w poprzednim rozdziale Termodynamika). W badaniach tych wymagamy, aby rozpatrywany układ był układem makroskopowym, co oznacza, że powinien zawierać ogromną liczbę (rzędu ${10}^{23}$) cząsteczek. Zaczniemy od rozpatrzenia niektórych makroskopowych własności gazów: objętości, ciśnienia i temperatury. Prosty model hipotetycznego gazu doskonałego bardzo precyzyjnie opisuje właściwości gazu znajdującego się w różnych warunkach. Następnie przejdziemy od modelu gazu doskonałego do modelu o szerszych zastosowaniach – modelu Van der Waalsa. Aby jeszcze lepiej zrozumieć właściwości gazów, musimy na nie spojrzeć także z mikroskopowego, molekularnego punktu widzenia. Molekuły gazów oddziałują ze sobą słabo, dzięki czemu ich mikroskopowe właściwości są dość proste i mogą stanowić dobry wstęp do badania fizyki układów wielu cząsteczek. Cząsteczkowym modelem budowy gazów zajmuje się kinetyczna teoria gazów. Model ten jest klasycznym przykładem modeli cząsteczkowych, które opisują i wyjaśniają powszechnie obserwowane właściwości takich układów.