- CÁC ĐỊNH LUẬT-CÁC QUÁ TRÌNH - Phương trình Clapêron- Menđêlêep PV m RT. - Từ phương trình này suy ra các đẳng quá trình với R=8,31J/molK. - -Phương trình trạng thái khí lí tưởng: PV =const T. - -Quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch: PV. - C là hệ số đoạn nhiệt -Quá Trình Polictropic: PV n const . - chỉ số quá trình Polictropic 2. - z 6 n v với mật độ phân tử 0. - N - Áp suất:. - Phương trình Clapêron- Men đê lê ep PV m RT . - Phương trình cơ bản của thuyết động học phân tử 2 0. - Quãng đường tự do trung bình 2. - trong đó d là đường kính phân tử.. - 1 chuyển động theo chiều dương Ox . - A- Khí lý tưởng. - Mô hình chuyển động nhiệt của các phân tử của khí lý tưởng là:. - Các phân tử chuyển động hỗn loạn, không có phương ưu tiên.. - Kích thước của các phân tử là không đáng kể so với khoảng cách giữa các phân tử. - tổng thể tích của các phân tử chứa trong một cái bình là bỏ qua so với thể tích của bình.. - Các phân tử chỉ tương tác với nhau khi va chạm. - Va chạm giữa các phân tử khí với nhau và với thành bình là va chạm đàn hồi – thời gian va chạm là rất nhỏ, không đáng kể so với thời gian giữa hai va chạm.. - B- Hệ quả từ tính chất hỗn loạn của chuyển động. - Xét hệ khí lý tưởng có N phân tử. - Các phân tử chuyển động với vận tốc lần lượt là v v. - Vận tốc trung bình của các phân tử v. - Do tính chất của chuyển động hỗn loạn, không có phương ưu tiên nên ta có. - Người ta gọi v tp v 2 là vận tốc toàn phương trung bình (hay là vận tốc căn quân phương) của các phân tử khí.. - C- Nội năng của khí lý tưởng đơn nguyên tử. - 1/ Động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến Xét một cái bình chứa hình lập phương cạnh a chứa một phân tử khí khối lượng m, đang chuyển động tịnh tiến với vận tốc v. - Gọi f là lực tương tác giữa mặt ABCD với phân tử. - Thời gian giữa hai lần phân tử va chạm với mặt ABCD là : 2. - Ta có thể xem trong khoảng thời gian t này, lực trung bình mà phân tử tác dụng lên mặt ABCD là f thì f phải thỏa điều kiện. - Nếu bình có chứa N phân tử thì lực trung bình tổng cộng tác dụng lên mặt ABCD là F. - E mv là động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của phân tử.. - a là mật độ phân tử khí, ta có : 2 p 3 nE Phương trình trạng thái cho : p nkT. - Vậy động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của phân tử trong chuyển động nhiệt được xác định bởi biểu thức : 3. - Khối lượng của mỗi phân tử khí là. - của phân tử khí là : v tp 3 RT. - Nhận xét : Số yếu tố xác định trạng thái chuyển động của phân tử gọi là số bậc tự do của phân tử và ký hiệu là i. - Do tính chất của chuyển động hỗn loạn không có phương ưu tiên nên năng lượng phân bố cho các bậc tự do phải bằng nhau. - Nếu phân tử chỉ có chuyển động tịnh tiến thì tọa độ (vận tốc. - được xác định bởi ba trục tọa độ (x,y,z) có nghĩa là bậc tự do i = 3, mà động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến là 3. - Đối với khí đơn nguyên tử, các nguyên tử xem như là chất điểm, chúng chi có chuyển động tịnh tiến nên động năng trung bình của các nguyên tử là 3. - Đối với khí lưỡng nguyên tử, mỗi phân tử gồm hai nguyên tử nối với nhau. - ngoài chuyển động tịnh tiến chúng còn tham gia chuyển động quay (thêm hai bậc tự do) và nếu có dao động dọc theo trục nối các nguyên tử (thêm một bậc tự do) nên số bậc tự do của phân tử là i = 5 hay i = 6.. - Vậy động năng trung bình chuyển động nhiệt của phân tử có số bậc tự do i là : 2 E i kT. - a) Khái niệm: Một vật bất kỳ luôn chứa vô số phân tử bên trong nó.. - Lực tương tác giữa các phân tử là lực thế (có bản chất điện từ) nên trong vật tích trữ một dạng năng lượng gọi là thế năng tương tác giữa các phân tử.. - Chuyển động nhiệt hỗn loạn của các phân tử làm cho chúng có động năng và gọi là động năng do chuyển động nhiệt.. - Nội năng của một vật, ký hiệu U, là đại lượng được xác định bằng tổng tất cả thế năng tương tác giữa các phân tử và động năng do chuyển động nhiệt của các phân tử.. - Nếu vật chuyển động trong trường thế, thí dụ như trọng trường, nó còn có động năng và thế năng - tổng các dạng năng lượng này gọi là ngoại cơ năng.. - b) Nội năng của khí lý tưởng: Các phân tử khí lý tưởng chỉ tương tác với nhau khi va chạm nên thế năng tương tác giữa các phân tử bằng 0. - Vậy nội năng của một lượng khí lý tưởng bằng với tổng tất cả động năng do chuyển động nhiệt của các phân tử chứa trong lượng khí này.. - Nội năng của n mol khí lý tưởng có bậc tự do i là. - Nhiệt dung của 1 quá trình: C= dQ dT - Nhiệt dung đẳng tích: C V. - dT = …=C V +R - Quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch: C= dQ. - C C - Quá trình polittropic thuận nghịch : C= dQ. - Quá trình đoạn nhiệt: dQ=0, suy ra C=0. - Công trong quá trình đoạn nhiệt: PV. - Khi thực hiện quá trình từ 1 đến 2 thì:. - Quá trình polittropic thuận nghịch: được định nghĩa là quá trình C dQ c ons t. - Từ đó suy ra PV n PV 0 0 n =const TV n 1 const. - gọi là chỉ số polictropic + C=0 là quá trình đoạn nhiệt. - là quá trình đẳng nhiệt.. - C=C P là quá trình đẳng áp.. - C=C V là quá trình đẳng tích.. - Công trong quá trình polictropic thuận nghịch Xuất phát từ PV n PV 0 0 n PV 1 1 n PV 2 2 n. - Khi thực hiện quá trình từ 1 đến 2 thì. - Các quá trình thuận nghịch thì áp dụng được các công thức ons. - PV c t PV. - NGUYÊN LÝ I VÀ ÁP DỤNG CHO CÁC QUÁ TRÌNH.. - Chu trình Các no:. - Bài 1: Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử, biến đổi trạng thái theo một chu trình như hình 4. - Tìm nhiệt lượng truyền cho khí chỉ trong các giai đoạn mà nhiệt độ khí tăng.. - pit-tông B nặng, cách nhiệt.. - Ban đầu hệ thống ở trạng thái cân bằng nhiệt với nhiệt độ bằng 300K. - Pit-tông A có ma sát với thành bình và không chuyển động, pit-tông B chuyển động không ma sát với thành bình. - a) Nhiệt độ của hệ.. - Cho biết: Nội năng của 1 mol khí lý tưởng ở nhiệt độ T được tính theo công thức: RT 2 U. - R = 8,31J/mol.K là hằng số của chất khí.. - Bài 3: Trong một xi-lanh cao, cách nhiệt đặt thẳng đứng, ở dưới pit-tông mảnh và nặng có một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử. - Ban đầu chứa một lượng khí ở nhiệt độ T 1 = 100K và p 0 = 0,5atm. - Sau đó giữ nguyên nhiệt độ bình một, nung bình hai lên đến 400K và bình ba lên đến. - Ban đầu ở nhiệt độ 27 0 C thì tỉ số. - Hỏi nếu nhiệt độ tăng lên đến 327 0 C thì tỉ số thể tích phần trên và phần dưới 1. - Bài 8: Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình như hình vẽ. - 2) Vẽ đồ thị p-V của chu trình.. - Ban đầu hai bình đều chứa khí ở nhiệt độ 27 o C và áp suất 76 cmHg. - Sau đó tăng nhiệt độ bình A đến 100 o C và hạ nhiệt độ bình B còn 0 o C. - Hãy tìm nhiệt độ cao nhất mà khí đạt được trong quá trình biến đổi. - Bài 11 : Một mol khí lí tưởng thực hiện quá trình giãn nở từ trạng thái 1 (P 0 , V 0 ) đến trạng thái 2 (P 0 /2, 2V 0 ) có đồ thị trên hệ toạ độ P-V như hình vẽ. - Biểu diễn quá trình ấy trên hệ toạ độ P-T và xác định nhiệt độ cực đại của khối khí trong quá trình đó.. - Đồ thị biểu diễn quá trình đó trên hệ toạ độ T-P là một trong hai đồ thị dưới đây. - Bài 13: Một mol chất khí lí tưởng thực hiện chu trình biến đổi trạng thái: Từ trạng thái 1 với áp suất p 1 = 10 5 Pa, nhiệt độ T 1 = 600K, giãn nở đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có p Pa, rồi bị nén đẳng áp đến trạng thái 3 có T 3 = 300K, sau đó bị nén đẳng nhiệt đến trạng thái 4 và trở lại trạng thái 1 bằng quá trình đẳng tích.. - b) Tính công mà khí nhận hoặc thực hiện và nhiệt lượng mà khí thu hoặc toả trong mỗi quá trình và trong cả chu trình? Cho biết: R = 8,31 J/mol.K. - Ban đầu khi nhiệt độ khí của hai phần như nhau thì thể tích phần khí ở trên pittông gấp 2 lần thể tích khí ở phần dưới pittông. - a) Hỏi nếu nhiệt độ của khí ở phần trên pittông được giữ không đổi thì cần phải tăng nhiệt độ khí ở phần dưới pittông lên bao nhiêu lần để thể tích khí ở phần dưới pittông sẽ gấp 2 lần thể tích khí ở phần trên pittông. - Bài 15: Một lượng khí hêli thực hiện một quá trình trong đó áp suất và thể tích biến đổi tuân theo quy luật pV 3 const . - Nhiệt độ tuyệt đối ở cuối quá trình giảm bốn lần so với nhiệt độ ban đầu còn nội năng thay đổi 1800J. - Áp suất nhỏ nhất của khí trong quá trình đó là 10 5 Pa . - Hãy biểu diễn quá trình đó trên hệ trục toạ độ p – V và xác định các thông số của khí ở cuối quá trình.