为什么理想气体没有分子势能?

题目

为什么理想气体没有分子势能?
为什么总说是距离太远不考虑分子间作用力.但是在标况下,分子间的距离也就是分子半径的10倍而已.分子不是时刻运动的吗?若以两个分子之间距离为半径.那相撞的几率也是很大的.他们可能发生碰撞.或者可能在碰撞之前因为分子间的斥力而弹开.所以动能跟势能总是在互相转化.那为什么在理想气体的题目里说内能就是气体的动能呢?内能不是应该势能加动能吗?

答案

理想气体是一种理想简化模型,当它做了忽略分子力的假设后,它的内能就不再与气体的体积有关,而只与气体的温度有关.这样研究起来就简化了许多.当然实际气体不是这样的,但在一定条件下实际气体相当接近于理想气体——此时它可以套用理想气体的结果,于是理想气体的模型也就有意义了.
诚如你说,碰撞时动能要与斥力势能转化,而且斥力即使在理想模型中也不可忽略,但是,斥力仅在一个很短的距离里起作用,它不影响“内能不再与气体的体积有关”的构造理想气体模型的目的,而且在碰撞时的斥力能完全可由相应的分开后的分子动能来取代,所以,形式上不考虑势能而只考虑动能是没有问题的.
总之,理想模型是为了研究问题方便,它确实做了不符合实际情况的简化,但它得出的结果在一定条件下是适用的——能保证足够的精确度.理想气体模型的关键就是让内能只是温度的函数而与体积无关.