tailieunhanh - Nhiệt động học - Chương 2

KHÍ LÝ TƯỞNG §. KHÍ LÝ TƯỞNG Chúng ta sẽ áp dụng các khái niệm trình bày trong chương I để xét các hệ nhiệt cụ thể. Hệ nhiệt đơn giản là chất khí và trong số này đơn giản hơn cả là chất khí lý tưởng. Chất khí lý tưởng là chất khí tuân theo các giả thiết sau: 1/- Các phân tử không có kích thước, là những chất điểm. 2/- Các phân tử không tương tác với nhau, trừ lúc va chạm trực tiếp. 3/- Va chạm các phân tử là va chạm đàn hồi, tức là không. | Chương II KHÍ LÝ TƯỞNG . KHÍ LÝ TƯỞNG Chúng ta sẽ áp dụng các khái niệm trình bày trong chương I để xét các hệ nhiệt cụ thể. Hệ nhiệt đơn giản là chất khí và trong số này đơn giản hơn cả là chất khí lý tưởng. Chất khí lý tưởng là chất khí tuân theo các giả thiết sau 1 - Các phân tử không có kích thước là những chất điểm. 2 - Các phân tử không tương tác với nhau trừ lúc va chạm trực tiếp. 3 - Va chạm các phân tử là va chạm đàn hồi tức là không thay đổi tổng năng lượng. Lý thuyết mô tả chất khí bằng các giả thiết trên gọi là thuyết động học phân tử các chất khí. Chúng ta biết rằng đường kính của phân tử đơn giản thường cỡ d 0 3 0 4 nm. Ở điều kiện bình thường trong không khí khoảng cách giữa hai phân tử vào khoảng L 3 5 nm. Như vậy kích thước d nhỏ đáng kể so với khoảng cách L. Mặt khác cũng trong không khí thế năng tương tác tính trung bình cho một phân tử rất nhỏ so với động năng tịnh tiến trung bình của nó. Tổng quát lại có thể nói rằng chất khí quanh ta được xem là chất khí lý tưởng khi áp suất không quá lớn và nhiệt độ không quá nhỏ. Áp suất lớn quá sẽ làm cho khoảng cách L giảm xuống không còn lớn so với d hơn nữa các phân tử lại gần nhau thì tương tác không còn yếu. Nhiệt độ hạ thấp quá sẽ làm cho động năng phân tử không còn lớn so với thế năng. Chất khí photon là một thí dụ về một chất khí lý tưởng đặc trưng các hạt photon không có kích thước ít ra là trong phạm vi năng lượng đã đạt tới hiện nay và giữa chúng gần như không có tương tác. Trong chương này ta xét các tính chất của chất khí lý tưởng. . ÁP SUẤT CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG Chất khí đựng trong một bình chứa sẽ gây một áp suất lên thành bình. Ta hãy tính áp suất này. Trước hết hãy giả thiết các phân tử chuyển động nhiệt đều có cùng một vận tốc v đập vuông góc lên diện tích AS của thành bình Hình . Do va chạm là đàn hồi nên mỗi phân tử khi đập lên thành bình sẽ truyền cho nó một xung lượng AP1 m0v - - m0v 2m0v. Số phân tử đập lên diện tích AS trong khoảng thời gian At là AN n0ASvAt. 12 Trên thực tế do