Bài 31: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

Bài 31: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

I. Khí thực và khí lí tưởng

Các chất khí thực chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôilơ – Mariôt và định luật Sáclơ. Giá trị của tích pV và thương   thay đổi theo bản chất, nhiệt độ và áp suất của chất khí.

Chỉ có khí lí tưởng là tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học.

Sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không lớn ở nhiệt độ và áp suất thông thường

II. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Xét một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 (p₁, V₁, T₁) sang trạng thái 2 (p₂, V₂, T₂) qua trạng thái trung gian 1’ (p’, V₂, T₁) :

Ta có :

hay = hằng số

Độ lớn của hằng số này phụ thuộc vào khối lượng khí.

Phương trình trên do nhà vật lí người Pháp Clapâyrôn đưa ra vào năm 1834 gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay phương trình Clapâyrôn.

III. Quá trình đẳng áp

1. Quá trình đẳng áp

Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi.

2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp

Từ phương trình , ta thấy khi p₁ = p₂ thì 

 = hằng số.

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

3. Đường đẳng áp

Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường  đẳng áp.

Dạng đường đẳng áp: Trong hệ toạ độ OVT đường đẳng tích là đường thẳng kéo dài đi qua góc toạ độ.

Ứng với các thể tích khác nhau của cùng một lượng khí ta có những đường đẳng áp khác nhau. Đường ở trên có áp suất nhỏ hơn.

IV. Độ không tuyệt đối

Từ các đường đẳng tích và đẳng áp trong các hệ trục toạ độ OpT và OVT ta thấy khi T = 0^oK thì p = 0 và V = 0. Hơn nữa ở nhiệt độ dưới 0^oK thì áp suất và thể tích sẽ só giá trị âm. Đó là điều không thể thực hiện được.

Do đó, Ken-vin đã đưa ra một nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ 0^oK và 0^oK gọi là độ không tuyệt đối.

Nhiệt độ thấp nhất mà cong người thực hiện được trong phòng thí nghiệm hiện nay là 10^{-9 o}K.