完全氣體是滿足克拉珀龍狀態(tài)方程且比熱為常數(shù)的氣體。在物理學(xué)中，完全氣體是一種假想的氣體，它僅考慮分子的熱運動，忽略分子間的內(nèi)聚力與分子體積，使得物理特性的計算相對簡單。完全氣體的概念在某些文獻中與理想氣體等同，但也有細分為熱完全氣體和量熱完全氣體。
完全氣體
克拉珀龍狀態(tài)方程為：
式中m和Μ分別為氣體的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量;P、V和T分別為氣體的壓力、體積和熱力學(xué)溫度;R為普適氣體常數(shù)。嚴格地說，比熱為常數(shù)的氣體稱為量熱完全氣體，滿足克拉珀龍方程的氣體稱為熱完全氣體。一種氣體可以是熱完全而量熱不完全的，但不能是熱不完全而量熱完全的。
空氣動力學(xué)中常把實際氣體簡化為完全氣體來處理。在室溫和通常壓力范圍內(nèi)，實際氣體中分子的體積和分子間的相互作用可以略去不計，狀態(tài)參量基本上能夠滿足克拉珀龍方程。在低速空氣動力學(xué)中，空氣被視為比熱比為常數(shù)的完全氣體。在高速空氣動力學(xué)中，氣流的溫度較高，空氣中氣體分子的轉(zhuǎn)動能和振動能隨著溫度的升高而相繼受到激發(fā)，比熱比不再是常數(shù)。在1500～2000開的溫度范圍內(nèi)，空氣可視為變比熱比的完全氣體。在高超聲速流動中，飛行器頭部激波后的空氣往往被加熱到很高的溫度，如遠程導(dǎo)彈重返大氣層時，物體頭部強激波后氣體溫度可達6000～8000開，甚至更高。空氣在高溫下發(fā)生離解、電離等多種復(fù)雜的化學(xué)、物理變化。這時的空氣與具有常比熱比的完全氣體有本質(zhì)上的不同，其成分、平均摩爾質(zhì)量和比熱都有顯著變化，而且都是溫度和壓力的函數(shù)，即使在平衡態(tài)下（外界條件不變時氣體的狀態(tài)也不改變），狀態(tài)參量也不再滿足上述克拉珀龍方程，這種氣體稱為實際氣體。處于低溫、高壓下的氣體，其分子間的平均距離變得很小（分子間的相互作用不能忽略），也是一種實際氣體。對應(yīng)于不同的溫度和壓力范圍，描述實際氣體可有不同形式的近似狀態(tài)方程。
參考資料 >