NHIỆT HỌC

- Là phần của vật lý học nghiên cứu các hiện tượng nhiệt. - Hiện tượng nhiệt có thể giải thích được dựa vào cấu trúc phân tử của vật chất. Phần vật lý nghiên cứu cấu trúc này gọi là vật lí phân tử. Ngoài ra nhiệt học còn dùng phương pháp vĩ mô tìm ra qui luật cho các quá trình biến đổi có trao đổi nhiệt và công đó là nhiệt động lực học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NHIỆT HỌC NHIỆT HỌC - Là phần của vật lý học nghiên cứu các hiện tượng nhiệt. - Hiện tượng nhiệt có thể giải thích được dựa vào cấu trúc phân tử của vật chất. Phần vật lý nghiên cứu cấu trúc này gọi là vật lí phân tử. Ngoài ra nhiệt học còn dùng phương pháp vĩ mô tìm ra qui luật cho các quá trình biến đổi có trao đổi nhiệt và công đó là nhiệt động lực học. CHẤT KHÍ. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA CHẤT KHÍ 1. Thuyết động học phân tử chất khí. Cấu tạo chất. • Tính chất của chất khí: - Bành trướng - Dễ nén - Có khối lượng riêng rất nhỏ so với chất rắn và chất lỏng • Cấu trúc của chất khí Chất được cấu tạo từ các nguyên tử. Các nguyên tử tương tác với nhau tạo thành những phân tử. • Lượng chất, mol Lượng chất trong một vật được xác định theo số phân tử hay nguyên tử chứa trong vật ấy. 1 mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12g cacbon N=6,02.1023 µ m m0 = : Khối lượng một phân tử với ν = : số mol. NA µ • Thuyết động học phân tử chất khí: - Chất khí bao gồm các phân tử. Kích thước phân tử nhỏ. Có thể bỏ qua kích thước ấy và coi phân tử như một chất điểm. - Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động càng lớn. Chuyển động hỗn loạn của phân tử gọi là chuyển động nhiệt => vận tốc phân tử phân bố đều trong không gian. - Khi chuyển động, mỗi phân tử va chạm với các phân tử khác và với thành bình. Khi va chạm với thành bình tạo nên áp suất của chất khí lên thành bình. Vậy có thể coi gần đúng phân tử của chất khí là chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng chỉ tương tác với nhau khi va chạm. Chất khí như vậy gọi là khí lí tưởng. • Cấu tạo chất: Chất được cấu tạo từ những phân tử chuyển động nhiệt không ngừng. - Ở thể khí các phân tử ở xa nhau tương tác yếu nên chuyển động hỗn loạn về mọi phía nên chất khí chiếm toàn bộ thể tích bình chứa không có hình dáng và thể tích xác định. - Ở thể rắn và lỏng phân tử ở gần và sắp xếp với một trật tự nhất định. Lực tương tác giữa một phân tử và các phân tử lân cận luôn luôn mạnh giữ cho các phân tử không ra xa mà dao động quanh một vị trí cân bằng. Nên chất rắn và chất lỏng có thể tích xác định. 2. Các định luật về khí lí tưởng: • Định luật Bôi-lơ-ma-ri-ốt Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số. pV = hằng số p1 V2 Hay p1V1 = p2V2 ⇔ = p2 V1 Định luật Sac-lơ. Nhiệt độ tuyệt đối Với một lượng khí có thể tích không đổi thì áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t của khí như sau 1 p = p0 (1 + γt ) với γ = : Hệ số tăng áp đẳng tích 273 + Khí lí tưởng: Là khí tuân theo đúng hai định luật Bôi-lơ-ma-ri-ốt và định luật Sac-lơ + Nhiệt độ tuyệt đối:T=t+273 (K: Kenvin) p1 p2 p Vậy: V=const thì = hay = const T1 T2 T * Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Định luật Gay-luy-xac p1V1 p2V2 pV t + Phương trình trạng thái: = hay = const T1 T2 T V1 V2 V + Định luật Gay-luy-xac P=const=> = hay T =const T1 T2 m • Phương trình Cla-pê-ron-Men-đê-lê-ép pV = RT . µ Hoặc: p=nkT + Định luật Đan Tôn Áp suất mà hỗn hợp khí ( các thành phần không phản ứng với nhau) bằng tổng các áp suất riêng phần của từng khí có trong hỗn hợp: p= p1 + p2 + p3 + .... Một hỗn hợp khí có n khí thành phần khối lượng m1; m2 ; m3 ;.... chứa trong một bình có thể tích V. Nếu chỉ có khí thành phần thứ nhất với khối lượng m1 chứa trong bình thì áp suất khí ấy là p1 . Và p1 : Áp suất riêng phần của chất khí thứ nhất trong hốn hợp. 3. Bài tập ví dụ: • Bài tập định luật Bôi-lơ-ma-ri-ốt Câu 1: Xét 0,1 mol khí trong điều kiện chuẩn; áp suất p0 =1 atm=1,013.105Pa, nhiệt độ 00C a) Tính thể tích V0 của khí. Vẽ trên đồ thị p-V điểm A biểu diễn trạng thái nói trên. b) Nén khí và giữ nhiệt độ không đổi Khi thể tích khí V1 = 0,5V0 thì áp suất p1 của khí là bao nhiêu? Vẽ trên cùng đồ thị điểm B biểu diễn trạng thái này? c) Viết biểu thức của p theo V trong quá trình nén đẳng nhiệt ở câu b? Vẽ đường biểu diễn? Sau đó làm nóng khí lên đến nhiệt độ t’=1020 và giữ nguyên thể tích khối khí d) Tính áp suất p2 của khí e) Vẽ trên đồ thị p-V đường biểu diễn quá trình nóng đẳng tí ...