Co to jest model w nauce?

Model naukowy jest pojęciową, matematyczną lub fizyczną reprezentacją zjawiska w świecie rzeczywistym. Model jest zwykle konstruowany dla przedmiotu lub procesu, gdy jest przynajmniej częściowo zrozumiały, ale trudny do zaobserwowania bezpośrednio. Przykłady obejmują pałeczki i kule reprezentujące cząsteczki, modele matematyczne ruchów planet lub zasady pojęciowe, takie jak prawo gazu idealnego. Ze względu na nieskończone odmiany faktycznie występujące w przyrodzie, wszystkie oprócz najprostszych i najbardziej niejasnych modeli są niedoskonałymi reprezentacjami rzeczywistych zjawisk.

Prawo dotyczące gazu idealnego jest doskonałym przykładem modelu, zarówno pod względem przydatności, jak i niedoskonałości. Stwierdza on, że w dowolnej określonej objętości gazu w określonej temperaturze i ciśnieniu można dokładnie obliczyć liczbę cząsteczek gazu lub atomów, niezależnie od faktycznego składu danego gazu. Jednak z jakiegoś powodu nazywa się to prawem gazu idealnego. Zakłada ona równomierne warunki w całej danej objętości gazu, warunek, który prawie nigdy nie może być faktycznie spełniony. Ciała gazowe w świecie rzeczywistym, nawet w zamkniętych pojemnikach, mają zmienne temperatury i ciśnienie wraz z towarzyszącymi prądami. Podobnie, równanie objętości kuli daje dobre przybliżenie objętości z grubsza sferycznych obiektów, ale żadne idealne kule nie mogą istnieć w rzeczywistej naturze.