M (2.9) Theo định nghĩa (2.9) thì mômen độ ng l ượ ng
b. Các định luật Gay −− −− Luytsac
7.5. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 1 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
7.5.1. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Ở áp suất lớn và giới hạn rộng của nhiệt độ, các chất khí hoàn toàn không tuân theo định luật Boiler-Mariotte và Gay-Luytsac. Tuy nhiên, khi P không quá lớn và T không quá thấp thì các quá trình tuân theo khá đúng 2 định luật đó. Hay nói cách khác khí lý tưởng hoàn toàn tuân theo các định luật Boiler-Mariotte và Gay- Luytsac.
Các định luật thực nghiệm trên đây đã cho mối liên hệ giữa 2 thông số. Dựa vào các định luật đó, ta có thể tìm mối liên hệ của 3 thông số: P, V, T, nghĩa là tìm được phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
Đối với 1 kilomol khí Claperon và Mendêleep đã tìm ra phương trình sau:
P.V = R.T (7.3)
Trong đó P, V, T là áp suất, thể tích và nhiệt độ của 1 kilomol khí ở trạng thái bất kỳ. R gọi là hằng số khí lý tưởng.
Đối với một khối khí có khôi lượng m, nếu V là thể tích của nó thì: V .v m
µ =
(µ là khối lượng phân tử) từ (7.3) sẽ suy ra được:
g ZRe (7.4)
Phương trình (7.4) được gọi là phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
7.5.2. Giá trị của hằng số khí R
Theo định luật Avôgađro, ở cùng nhiệt độ và áp suất, 1 kilômol các chất khí khác nhau đều chiếm cùng một thể tích. Khi To = 273,16 K, po = 1,033at = 1,013.106 N/m2 thì 1 kilômol khí chiếm thể tích là Vo = 22,41 m3. Trạng thái này chung cho mọi chất khí gọi là trạng thái tiêu chuNn. Với trạng thái tiêu chuNn này ta có: 5 3 3 o o o p V 1,043.10 N / m 22, 41.10 m / kmol R T 273,16K − × = = 3 Jun J R 8,31.10 8,31 kmol.K mol.K = = + Nếu p đo bằng atmôtphe
3m .at m .at R 0,0848. kmol.K = + Nếu xét một mol khí với thể tích đo bằng m3 và áp suât đo bằng N/m2 thì R 8,31. Jun mol.K =
+ Nếu xét một mol khí với thể tích đo bằng lit và áp suât đo bằng atmotphe thì
lit.at R 0,0848.
mol.K
=
* Khối lượng riêng của khí lý tưởng Từ phương trình trạng thái khí pv= mRT
µ ta có thể suy ra khối lượng riêng ρ
của khí lý tưởng. Thay m = ρ và v = 1 thì ta thu được:
.p R.T
µ ρ =