bai giang nhiet hoc chuong 1 chat khi

NỘI DUNG  CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ  PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG  CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  KHÍ THỰC CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN    Nhiệt học: phần Vật lý học nghiên cứu trình xảy bên vật, ví dụ trình nóng chảy, bay bị đốt nóng, … Chuyển động nhiệt: Chuyển động hỗn loạn phân tử cấu thành vật Áp suất: độ lớn lực dF tác dụng đơn vị diện tích theo hướng vuông góc với diện tích dS = = Áp suất khí tỉ lệ với động (nhiệt độ) mật độ phân tử khí   động lớn đập vào diện tích dS nhiều áp suất lớn mật độ phân tử khí lớn khả va chạm với diện tích dS cao suất lớn áp CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Nhiệt độ: để định lượng mức độ nóng hay lạnh vật  Nhiệt độ: đại lượng vật lý, đặc trưng cho tính chất vĩ mô vật hay hệ vật, thể mức độ nhanh, chậm chuyển động hỗn loạn phân tử vật hay hệ vật  Sự cân nhiệt: hai vật A, B nóng khác nhau, tiếp xúc với Khi hai vật nóng (cùng nhiệt độ)  cân nhiệt  Nhiệt giai: Celsius, Fahrenheit Kelvin CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Nhiệt giai Celsius: kí hiệu oC Lấy điểm tan nước đá điểm sôi nước (1 atm) oC 100 oC Sau chia khoảng thành 100 phần Mỗi phần oC Nhiệt giai Fahrenheit: kí hiệu oF Lấy điểm tan nước đá điểm sôi nước (1 atm) 32 oF 212 oF Sau chia khoảng thành 180 phần Mỗi phần oF (https://en.wikipedia.org/wiki/Fahrenheit) 90 t C t F  32 0 t C (t F32) hay t F  t C32  100 180  Nhiệt giai Kelvin (nhiệt giai tuyệt đối): kí hiệu K  T = t0C + 273,15 T = t0C + 273 THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ  Vật chất cấu tạo từ hạt nhỏ, gọi phân tử  Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng  Các phân tử tương tác với lực hút lực đẩy  Chuyển động tương tác phân tử tuân theo định luật học Newton Thuyết Động Học Phân Tử giải thích tượng nhiệt chất như: khuếch tán, truyền nhiệt, dẫn nhiệt, bay hơi, ngưng tụ, … , mà sở để nghiên cứu trình biến đổi trạng thái khí THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ  Khí lý tưởng có đặc tính sau:  Một khối khí gồm vô số phân tử  Các phân tử có kích thước nhỏ so với khoảng cách chúng, coi chất điểm  Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng tương tác với va chạm vào  Va chạm phân tử khí với hay với thành bình hoàn toàn đàn hồi THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ p     n K  n kT n0 nồng độ phân tử khí = số phân tử khí đơn vị thể tích (m – 3) phân tử khí, jun (J); K động trung bình p áp suất khí (N/m2) k = 1,38 x 10-23 (J/K) số Boltzmann; T nhiệt độ Kelvin Phương trình diễn tả mối quan hệ áp suất – đại lượng vĩ mô, đặc trưng cho tác dụng tập thể phân tử – với mật độ động trung bình phân tử khí, đại lượng vi mô, đặc trưng cho phân bố chuyển động phân tử PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG  Trạng thái khối khí lý tưởng xác định mô tả thông số vĩ mô nhiệt độ T, áp suất p thể tích V Các thông số gọi thông số trạng thái Phương trình diễn tả mối quan hệ thông số trạng thái, gọi phương trình trạng thái khí lý tưởng (phương trình Mendeleev – Clapeyron) m pV  nRT  RT  Với khối khí; m n = const pV T = const p1 V1 p V2  T1 T2 CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  Định luật Boyle-Mariotte Tại nhiệt độ định, áp suất thể tích khối khí xác định tỉ lệ nghịch với CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  Định luật Gay-Lussac Khi V = const p  const T hay p1 p  T1 T2 Tại thể tích định, áp suất nhiệt độ tuyệt đối khối khí xác định tỉ lệ thuận với CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  Định luật Charles: Khi p = const V  const hay T V1 V2  T1 T2 áp suất định, thể tích nhiệt độ tuyệt đối khối khí xác định tỉ lệ thuận với CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  Định luật Dalton Xét bình kín chứa hỗn hợp gồm N chất khí khác Gọi n1, n2, …, nN nồng độ tương ứng khí thành phần nồng độ hỗn hợp khí bình n = n1 + n2 + … + nN Áp suất hỗn hợp khí bình: p = nkT = (n1 + n2 + n3 + … + nN)kT Hay p = n1kT + n2k + n3kT + … + nNkT = p1 + p2 + … + pN Áp suất hỗn hợp khí tổng áp suất riêng phần khí thành phần tạo nên KHÍ THỰC Trên thực tế, phân tử khí có kích thước chúng tương tác với lực hút lực đẩy phương trình trạng thái gần áp dụng cho khí thực Với áp suất không lớn nhiệt độ đủ cao sai lệch không đáng kể Tuy nhiên, tăng áp suất giảm nhiệt độ, sai lệch đáng kể a' (p  )(V  b ')  nRT V phương trình Van der Waals Khí thực tuân theo phương trình trạng thái gọi khí Vander Waals CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  ... 10 0 oC Sau chia khoảng thành 10 0 phần Mỗi phần oC Nhiệt giai Fahrenheit: kí hiệu oF Lấy điểm tan nước đá điểm sôi nước (1 atm) 32 oF 212 oF Sau chia khoảng thành 18 0 phần Mỗi phần oF (https://en.wikipedia.org/wiki/Fahrenheit)... Gay-Lussac Khi V = const p  const T hay p1 p  T1 T2 Tại thể tích định, áp suất nhiệt độ tuyệt đối khối khí xác định tỉ lệ thuận với CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG  Định luật Charles: Khi. .. khí khác Gọi n1, n2, …, nN nồng độ tương ứng khí thành phần nồng độ hỗn hợp khí bình n = n1 + n2 + … + nN Áp suất hỗn hợp khí bình: p = nkT = (n1 + n2 + n3 + … + nN)kT Hay p = n1kT + n2k + n3kT