B. NỘI DUNG
3.1.1 Sơ lƣợc về chƣơng chất khí
Vật lý phân tử là vật lý nghiên cứu cấu trúc phân tử, tính chất của các phân tử. Tập hợp các trạng thái của vật và các quá trình chuyển pha phụ thuộc vào cấu tạo của phân tử tạo nên vật, lực tƣơng tác của phân tử và tính chất chuyển động nhiệt của vật.
Nhiệt học (nghiên cứu sâu hơn đƣợc gọi là nhiệt động lực học) là ngành nghiên cứu sự biến đổi năng lƣợng của hệ vĩ mô. Cơ sở của nhiệt động lực học là các nguyên lý nhiệt động lực đƣợc rút ra từ thực nghiệm từ đó nhiệt động lực học giải thích các hiện tƣợng nhiệt trong các điều kiện khác nhau mà không chú ý đến cấu tạo phân tử.
Vật lý phân tử và nhiệt học nghiên cứu các hiện tƣợng liên quan đến các quá trình xảy ra bên trong vật. Vật lý phân tử và nhiệt học là chiếc cầu nối giữa vật lý vĩ mô và vật lý vi mô, giữa vật lý cổ điển và vật lý hiện đại. Nghiên cứu vật lý phân tử và nhiệt học tạo ra nhận thức mới cho học sinh.
Chúng ta đã biết quan điểm về vật chất đƣợc cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử riêng biệt đƣợc Đêmôcrit đƣa ra trƣớc công nguyên nhƣng đến những năm đầu thế kỷ 18 việc phát hiện ra các định luật thực nghiệm về chất khí và việc dùng quan điểm nguyên tử, phân tử để giải thích thành công các định luật này đã đóng góp rất lớn vào sự ra đời thuyết động học phân tử. Thuyết động học phân tử là một thuyết điển hình.
Những giả thiết cho rằng nhiệt chuyển động là do các hạt vật chất ra đời trƣớc giả thiết về “chất nhiệt” và đƣợc các nhà bác học Hooke, Boyle, Newton, Lomonosov ủng hộ. Sự ra đời của số Avogadro cho phép ta tính tán khối lƣợng nguyên tử bằng đơn
38
vị Cacbon và liên hệ các hằng số vật lý với nhau. Nguyên tử từ một dạng vật chất mơ hồ khó nắm bắt trở thành một đại lƣợng vật lý có thể tính toán.
Các công trình nghiên cứu của Boyle, Maritte, Gay- lussac, Charles có quan hệ trực tiếp với sự ra đời của thuyết động học phân tử. Phƣơng trình trạng thái của khí lý tƣởng pV = RT cùng sự phát hiện ra chuyển động Brown cũng nhƣ hiện tƣợng khếch tán cũng là cơ sở thực nghiệm quan trọng.
- Các mô hình nghiên cứu:
+ Mô hình đầu tiên của Boyle, ông cho rằng chất khí là những hạt vật chất rất nhỏ và có tính đàn hồi nhƣ cao su.
+ Năm 1738 Danel Bernulli xuất bản Hydrodymica, đặt nền móng cho thuyết động học chất khí. Theo ông, chất khí bao gồm rất nhiều các phân tử chuyển động liên tục theo mọi hƣớng, lực tác động lên bề mặt tạo nên áp suất và từ đó giải quyết thành công định luật thực nghiệm Boyle - Mariotte. Tƣ tƣởng của thuyết: Tƣ tƣởng cơ bản của thuyết động học phân tử là tƣ tƣởng cơ học của Niwton.