b/ Định luật bảo toàn mômen động lượng của hệ chất điểm đối với một trục cố định
5.1.2. Tham số trạng thái và phương trình trạng thái a/ Các tham số (thông số) trạng thá
a/ Các tham số (thông số) trạng thái
Vật chất có thể tồn tại ở một trong các trạng thái rắn, lỏng, khí. Ở những điều kiện khác nhau, một vật có thể ở những trạng thái khác nhau. Trong cùng những điều kiện không đổi nhất định, vật luôn luôn ở cùng một trạng thái.
Vật được xem xét trong các điều kiện vật lý cụ thể, gọi là các trạng thái của
vật. Để xác định một cách rõ ràng trạng thái của một vật, người ta đưa ra một
gọi là các thông số trạng thái của một hệ nhiệt động. Vậy, các thông số trạng thái, hay còn gọi là các thông số nhiệt động, là những đại lượng vật lý dùng để mô tả trạng thái của một hệ nhiệt động. Các thông số này còn
được gọi là các thông số vĩ mô. Chúng xác định tính chất của một hệ nhiệt động. Khi giá trị các thông số này thay đổi, ta nói rằng trạng thái của hệ thay đổi.
Số lượng những thông số trạng thái, cần để mô tả trạng thái của hệ một cách đơn trị và đầy đủ, không nhiều lắm. Đối với chất khí, những thông số cơ
bản được chọn thông thường là : lượng chất, áp suất, thể tích và nhiệt độ.
+ Áp suất
Áp suất là một đại lượng vật lý, có giá trị bằng lực nén vuông góc lên một đơn vị diện tích của bề mặt. Nếu ký hiệu F là giá trị của lực nén vuông
góc lên diện tích S, thì áp suất p bằng
p = F/S
Trong hệ SI, áp suất được đo bằng đơn vị pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2.
Ngoài ra, người ta còn sử dụng các đơn vị sau để đo áp suất :
- Atmốtphe kỹ thuật (gọi là átmốtphe, ký hiệu là at): 1 at = 9,81. 104 N/m2 = 9,81. 104 Pa.
- Milimét thuỷ ngân (ký hiệu là mm Hg). Một mm Hg bằng áp suất tạo bởi
một cột thuỷ ngân cao 1 mm. Ta có mối liên hệ giữa átmốtphe và milimét thuỷ ngân như sau :
1 at = 736 mm Hg
+ Nhiệt độ
Nhiệt độ là một đại lượng vật lý, đặc trưng cho tính chất vĩ mô của vật, thể hiện mức độ nhanh chậm của chuyển động hỗn loạn của các phần tử của vật đó trong trạng thái cân bằng nhiệt động.
Nhiệt độ được đo trong một số thang nhiệt độ, mà thông dụng nhất là thang nhiệt độ bách phân và thang nhiệt độ nhiệt động học.
Trong thang nhiệt độ bách phân, nhiệt độ được ký hiệu là t và được đo
bằng đơn vị độ C (0C). Thang nhiệt độ này có các khoảng chia bằng nhau và dựa trên quy ước, rằng tại áp suất bình thường 1,0135. 105 Pa, nhiệt độ tan của nước đá là 00C và nhiệt độ sôi của nước là 1000C.
Trong thang nhiệt độ nhiệt động học còn gọi là nhiệt độ tuyệt đối, nhiệt độ được ký hiệu là T và được đo bằng đơn vị kelvin (K). Thang nhiệt độ này
được xác định theo điểm mốc là nhiệt độ mà tại đó nước đá, nước và hơi nước ở áp suất 609 Pa ở trạng thái cân bằng nhiệt động. Nhiệt độ này được cho
bằng 273,16 K. Độ chia thang nhiệt độ nhiệt động học bằng độ chia của thang nhiệt độ bách phân. Theo thang nhiệt độ nhiệt động học thì nhiệt độ tan của nước đá ở cùng điều kiện áp suất bình thường là 273,15 K. Như vậy, cùng một
nhiệt độ nhưng đo ở hai thang nhiệt độ khác nhau, thì giá trị của nhiệt độ đó,
biểu diễn ở hai thang, liên hệ với nhau qua biểu thức
T = 273,15 + t Hay xấp xỉ
T = 273 + t