Bài giảng vật lý đại cương 2 chương 9 : Thuyết động học phân tử các chất khí và định luật phân bố -PGS.TS Đỗ Ngọc Uấn pot

Bi giảng Vật lý đại cơng Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng ĐH Bách khoa H nội • Tμi liÖu tham khaá: 1. Physics Classical and modern Frederick J. Keller, W. Edward Gettys, Malcolm J. Skove McGraw-Hill, Inc. International Edition 1993. 2. R. P. Feymann Lectures on introductory Physics 3. I. V. Savelyev Physics. A general course, Mir Publishers 1981 4. P. M. Fishbane, S. G. Gasiorowicz, S. T. Thornton Physics for scientists and engineers. Pearson and Prentice Hall; 2005,1996, 1993. 5. Vật lý đại cơng các nguyên lý v ứng dụng, tập I, III. Do Trần ngọc Hợi chủ biên http://nsdl.exploratorium.edu/ Ti liệu học chính thức: Vật lý đại cơng: Dùng cho khối các trờng ĐH kỹ thuật công nghiệp (LT&BT). NXB Giáo Dục. Tập I : Cơ học, Nhiệt học. Tập II: Điện từ học, Dao động v sóng cơ, Dao động v sóng điện từ. Tập III: Quang, Lợng tử, VL nguyên tử, hạt nhân, chất rắn. Cáchhọc: Lên lớp LT: nghe giảng, ghi bi. Về nh: Xem lại bi ghi, hiệu chỉnh lại cùng ti liệu -> Lmbitậpởnh. Lênbảnglmbi tập đã ra trong các chơng. Sinh viên lên bảng, thầy kiểm tra vở lmbiở nh. Đánh giá kết quả: Điểm quá trình: Đánh giá Bitậpbằng chấm vở bitậplmởnh, lênlớp, lênbảngv bikiểm tra 45. Hệ số 0,3. Thi: 10 câu trắc nghiệm + 2 câu tự luận lý thuyết bi tập. Điểm thi hệ số 0,7. Chơng 9 Thuyết động học phân tử các chất khí v định luật phân bố Vật lý đại cơng II Mở đầu Chuyển động nhiệt: chuyển động hỗn loạn của các phân tử/ nguyển tử / xác định nhiệt độ của vật. Đối tợng của vật lý phân tử v Nhiệt động lực học. Hai phơng pháp nghiên cứu: Phơng pháp thống kê:NC qúa trình đối với từng phân tử riêng biệt + định luật thống kê >Tìm Quy luật chung của cả tập thể phân tử v giải thích các tính chất của hệ (dựa vo cấu tạo phân tử) Phơng pháp nhiệt động lực: NC biến hoá năng lợng về: Dạng, định lợng; Dựa vo kết quả của thực nghiệm: Nguyên lý I & Nguyên lý II nhiệt động lực học. Dựa voTính chất &Điều kiện (Không cần NC bản chất cấu tạo phân tử.) Giải quyết vấn đề thực tế tốt. Đ1. Nh ữ ng đặc t r ng cơ bản của khí lý tởngcổđiển Hệ nhiệt động: gồm nhiều phân tử/nguyên tử (hoặc nhiều vật) Môi trờng xung quanh gồm các ngoại vật. Hệcôlập: Không tơng tác, không trao đổi Nhiệt & Công với môi trờng. Cô lập nhiệt, cô lập cơ. Thông số trạng thái: L các tính chất đặc trng của hệ. Đại lợng vật lý p, m, T,V l các th.số tr.th Các thôn g số t r ạ n g thái: Đ ộ cl ậ p , Ph ụ thu ộ c Phơng trình: f(p,V,T)=0 có 3 thông số p,V,T đợc chọn. Các đại lợng vật lý/thống số trạng thái: áp suất: Đại lợng vật lý = Lực nén vuông góc lên một đơn vị diện tích. at = 9,81.10 4 Pa = 736mmHg atm=1,013.10 5 Pa taị 0 o C, điều kiện tiêu chuẩn )pascal(Pa S P p n == 2 m N đơn vị Nhiệt độ: đại lợng đặc trng cho độ nóng, lạnh. Đo bằng nhiệt kế (Đo nhiệt độ bằng cách đo một đại lợng vật lý biến thiên theo nhiệt độ: ví dụ: độ cao cột thuỷ ngân, suất điện động). Nhiệt độ tuyệt đối (K-Kelvin), nhiệt độ Bách phân ( 0 C -Celsius): TK = t o C + 273,16 Nhiệt độ Fahrenheit oo 32Ct 5 9 )F(T += [...]... nhiệt)-> p1V2T1 ->p1V1=p1V2 p1V2T1 +(đẳng tích)-> p2V2T2 ->p1/T1= p2/T2 p 0 V0 j p1V1 p 2 V2 pV = = R = 8,31 = = T0 mol.K T1 T2 T p R-Hằng số khí lý tởng T1 < T 2 p1 =2. 10-3kg/mol đối với H2 p2 p1 * Tính khối lợng V riêng của khối kh : v1 v2 m p = = V=1 > V RT ĐT Clapayron Đ3 Thuyết động học phân tử 1 những cơ sở thực nghiệm về chất kh : * Kích thớc phân tử cỡ 10-10m; ở khoảng cách: r Nội năng của khí lý tởng bằng tổng động năng của các phân tử z Wtp = Wtịnh tiến+ Wquay Bậc tự do i l số toạ độ xác định các khả năng chuyển y x động của phân tử trong 3 toạ độ x, y, z xác không gian đinh 3 chuyển Phân tử đơn nguyên tử có i=3 động. .. cơ bản của 2 p = n 0W thuyết động học phân t : 3 b.Hệ qu : * Biểu thức tính động năng tịnh tiến v ý nghĩa nhiệt độ tuyệt đối: 2 RT 3 RT 3 RT p = n 0W = W = = 3 V 2 n 0V 2N 2 n N=n0V=6, 023 .1 023 số phân tử trong 1mol k=R/N=1,38.10 -23 j/K Hằng số Boltzmann * Động năng tịnh tiến trung bình tỷ lệ 3 W = kT với nhiệt độ tuyệt đối của khối khí 2 * T l số đo cờng độ chuyển động hỗn loạn của các phân tử của hệ.->... trụ, (v1=v=v2) t -thời gian va đập; v.t-chiều cao trụ Số phân tử chứa trong tr : n=n0 v.t S; n 1 Số ftử va chạm với đáy tr : n = = n 0 v.t.s 6 6 Xung lợng lực do 1 ftử:ft=|m0v2- m0v1 |=-2m0v 2m 0 v 1 2m 0 v n = n 0 vtS F= t 1 t 6 = n 0 m 0 v S 2 3 1 2 p = n0m0 v 3 2 v1 + v 2 2 + + v n Trung bình bình v 2 = phơng vận tốc áp suất lên 2 m0 v 2 2 1 = n0W p = n0m0 v 2 = n0 thnh bình: 3 3 2 3 W -Động năng... nghĩa: x Xác suất phân tử có vxs l cao nhất y VC ứng với động năng trung bình của phân tử z Tại nhiệt độ T của hệ, mỗi phân tử có vận tốc khác nhau, v l giá trị trung bình cộng của vận tốc các phân tử trong cả hệ (các p/t có cùng v) 3 .định luật phân bố phân tử theo thế năng Phân bố Maxwell không tính đến sức hút của trái đất lên phân tử Do sức hút mật độ phân tử giảm theo chiều cao h a Công thức khí . + 2 câu tự luận lý thuyết bi tập. Điểm thi hệ số 0,7. Chơng 9 Thuyết động học phân tử các chất khí v định luật phân bố Vật lý đại cơng II Mở đầu Chuyển động nhiệt: chuyển động hỗn loạn của các. trình cơ bản của thuyết động học phân t : R=kN & Nm 0 = ; m 0 - khối lợng 1 phân tử. kT 2 3 W = == kT 2 3 vm 2 1 W 2 0 N=n 0 V=6, 023 .10 23 số phân tử trong 1mol k=R/N=1,38.10 -23 j/K Hằng số. đối: n v vv v 2 n 2 2 2 1 2 +++ = Wn 3 2 2 vm n 3 2 vmn 3 1 p 0 2 0 0 2 00 === W Wn 3 2 p 0 = N2 RT3 Vn RT 2 3 W V RT Wn 3 2 p 0 0 ==== Trungbìnhbình phơng vận tốc áp suất lên thnh bình: -Động năng