2. Các định luật về khí lí tưởng
6.58. Các pit-tơng của hai xilanh giống nhau được liên kết với nhau qua thanh cứng sao cho thể tích dưới các pit tơng bằng nhau (H.6.20) Trong mỗi xilanh chứa khí ở xilanh trái là p Sau đĩ xilanh
dưới các pit-tơng bằng nhau (H.6.20). Trong mỗi xilanh chứa khí ở xilanh trái là p. Sau đĩ xilanh này được nung nĩng tới nhiệt độ T1 cịn nhiệt độ cua xi lanh phải vẫn là T. Khi cân bằng, áp suất khí trong mỗi xilanh là bao nhiêu ? Biết áp suất khí quyển là p0. Bỏ qua khối lượng của các pit-tơng.
6.59. Trong một xilanh thẳng đứng chứa một lượng khí m cĩ khối lượng mol là μ. Một lị xo cĩ độ
cứng k gắn pit-tơng với đáy xilanh (H.6.21). Ở nhiệt độ T1, pit-tơng cách đáy là h. nung nĩng khí
trong xilanh tới nhiệt độ T2 là bao nhiêu thì pit-tơng được nâng lên tới độ cao H ?
6.60*. Một bình cĩ diện tích tiết diện S chứa khí lí tưởng cĩ khối lượng mol là μ và ở nhiệt độ T,
chuyển động với gia tốc a theo phương vuơng gĩc với tiết diện (H.6.22). Khối lượng khí trong bình là m. Tìm hiệu số khối lượng riêng của khí ở sát thành sau và thành trước của bình. Bỏ qua trọng lực
tác dụng lên khí. Chương VII CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ A - TĨM TẮT KIẾN THỨC 1. Chất rắn a) Cấu trúc Chất rắn gồm chất kết tinh và chất vơ định hình.
- Chất rắn kết tinh được cấu tạo từ tinh thể, bên trong cĩ cấu trúc mạng. Tính chất cơ bản của
tinh thể là tính dị hướng.
- Chất rắn kết tinh gồm chất rắn đơn tinh thể và chất rắn đa tinh thể. Chất rắn đơn tinh thể cĩ
tính dị hướng, chất rắn đa tinh thể cĩ tính đẳng hướng.
- Chất rắn vơ định hình khơng cĩ cấu tạo tinh thể, bên trong cĩ cấu trúc trật tự gần và cĩ tính
đẳng hướng.
b) Chuyển động nhiệt
- Trong chất rắn kết tinh, chuyển động nhiệt là dao động của các hạt quanh vị trí cân bằng xác định.
- Trong chất vơ định hình, chuyển động nhiệt là dao động củ của các hạt quanh vị trí cân bằng.
- Nhiệt độ càng cao thì chuyển động nhiệt càng mạnh.
c) Biến dạng
- Vật chịu tác động của ngoại lực sẽ bị biến dạng.
- Biến dạng đàn hồi là biến dạng của vật khi ngoại lực thơi tác dụng thì vật lấy lại hình dạng và kích
thước ban đầu. Nếu ngoại lực thơi tác dụng mà vật cịn biến dạng thì đĩ là biến dạng cịn dư.
- trong biến dạng đàn hồi cĩ các loại biến dạng cơ bản là biến dạng kéo, biến dạng nén, biến dạng
lệch. Biến dạng uốn và xoắn cĩ thể quy về các loại biến dạng cơ bản.
- Giới hạn đàn hồi : σđh = Fđh
S (N/m
2
) với Fđh là lực kéo lớn nhất mà vật cịn giữ được tính đàn hồi.
- Trong giới hạn đàn hồi, biến dạng kéo hoặc nén tuân theo định luật Húc :
F = k∆l với
0 S k = E
l (N/m) gọi là hệ số đàn hồi hay độ cứng của vật. E (Pa) gọi là suất đàn hồi hay
suất Y-âng của chất làm vật.
- Giới hạn bền : σb = Fb S (N/m
2) với Fb là lực kéo nhỏ nhất mà vật bị đứt, gãy …
d) Sự nở vì nhiệt
Với độ biến thiên nhiệt độ khơng lớn, sự nở vì nhiệt của chất rắn tuân theo các cơng thức sau :
- Sự nở dài : lt = l0(1 + α∆t)
- Với chất rắn đẳng hướng thì β ≈ 3α.
2. Chất lỏng
a) Cấu trúc. Chất lỏng cĩ cấu trúc trật tự gần.
b) Chuyển động nhiệt. Trong chất lỏng, các hạt dao động quanh vị trí cân bằng tạm thời.
c) Sự nở vì nhiệt : Vt = V0(1 + β∆t).
d) Lực căng bề mặt : F = σl , với σ là hệ số căng bề mặt của chất lỏng. Hệ số căng bề mặt phụ thuộc
vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng. Khi nhiệt độ tăng, hệ số căng bề mặt của chất lỏng giảm.
- Lực căng bề mặt đặt lên đường giới hạn và vuơng gĩc với nĩ, cĩ phương tiếp tuyến với bề mặt của
khối lỏng, cĩ chiều hướng về phía màng bề mặt khối lỏng gây ra lực căng đĩ.
e) Hiện tượng dính ướt và khơng dính ướt
Khi chất lỏng tiếp xúc với chất rắn, tuỳ theo tương quan giữa các lực tương tác phân tử mà xảy ra
hiện tượng dính ướt hay khơng dính ướt. Kết quả là bờ chất lỏng tiếp giáp với thành bình bị lõm xuống hay lồi lên. Khi đĩ mặt khum của chất lỏng gây ra áp suất phụ.
- Nếu mặt khum của chất lỏng là mặt cầu thì 2 p =
R
với R là bán kính mặt cầu.
- Nếu khum của chất lỏng là mặt trụ thì p = R
với R là bán kính mặt trụ.
- Với mặt khum lồi thì áp suất phụ cĩ hướng vào chất lỏng, mặt khum lõm thì áp suất phụ hướng ra ngoài chất lỏng.
f) Hiện tượng mao dẫn
- Các hiện tượng trên của chất lỏng gây ra hiện tượng mao dẫn.
- Độ dâng lên (dính ướt) hay tụt xuống (khơng dính ướt) của chất lỏng trong ống mao dẫn là : 4 h = gd . 3. Sự chuyển thể
- Chất rắn kết tinh nĩng chảy và đơng đặc ở một nhiệt độ xác định gọi là điểm nĩng chảy. chất vơ định hình khơng cĩ nhiệt độ nĩng chảy xác định.
- Mỗi chất lỏng sơi ở một nhiệt độ xác định gọi là điểm sơi. Điểm sơi của chất lỏng phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và áp suất trên bề mặt chất lỏng.
- Khi chuyển từ thể rắn kết tinh sang thể lỏng ở điểm nĩng chảy thì phải cung cấp nhiệt lượng Q = m.
- Khi chuyển từ thể lỏng sang thể rắn thì toả nhiệt lượng Q = m.
- Khi chuyển từ thể lỏng sang thể hơi ở nhiệt độ hố hơi thì phải cung cấp nhiệt lượng Q = Lm.
- Khi chuyển từ thể hơi sang thể lỏng thì toả nhiệt lượng Q = Lm.