Đang tải... (xem toàn văn)
Vậy : có thể coi gần đúng phân tử của chất khí là những 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...[r]
(1)BÀI BÁO CÁO NHÓM TỔ ĐỀ TÀI: THUYẾT ĐỘNG HỌC CHẤT KHÍ VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG (2) CHẤT KHÍ • A-THUYẾT ĐỘNG HỌC PÂN TỬ CHẤT KHÍ 1)Tính chất chất khí 2)Cấu trúc chất khí 3)Lượng mol, chất 4)Lực tương tác phân tử 5)Thuyết động học phân tử chất khí • B-CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ CHẤT KHÍ (3) THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ – CẤU TẠO CHẤT 1) Tính chất chất khí: Tính bành trướng: chất khí không có hình dáng và thể tích xác định, nó chiếm toàn thể tích bình chứa Dễ nén: áp suất tác dụng lên lượng khí tăng thì thể tích khí giảm đáng kể Có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng 2) Cấu trúc chất khí: Chất cấu tạo từ các nguyên tử Các nguyên tử tương tác và liên kết với tạo thành phân tử Mỗi chất khí tạo thành từ phân tử giống hệt Mỗi phân tử có thể bao gồm nhiều nguyên tử (4) VD: Phân tử gồm nguyên tử như: He, Ar, Ne… Phân tử gồm nguyên tử như: H2, O2, N2… Phân tử gồm nguyên tử như: NO2, H2S… (5) 3) Lượng chất, mol: mol là lượng chất đó có chứa số phân tử hay nguyên tử số nguyên tử chứa 12g Cacbon-12 và gọi là số A-vô-ra-đrô(NA = 6,02.1023 (mol-1) Ở điều kiện chuẩn (00C, atm) thể tích mol chất khí 22,4 lit/mol hay 0,0224 m 3/mol Số mol khí : N m n NA đó NA : số A-vô-ra-đrô N : số phân tử khí m : khối lượng khối khí µ : khối lương phân tử(phân tử gam) (6) 4) Lực tương tác các phân tử Các vật giữ hình dạng và thể tích chúng là các phân tử cấu tạo nên vật đồng thời có lực hút và lực đẩy Độ lớn lực này phụ thuộc vào khoảng cách các phân tử Khi khoảng cách các phân tử nhỏ thì lực đẩy mạnh lực hút và ngược lại Còn khoảng cách các phân tử lớn ( lớn nhiều lần kích thước phân tử ) thì lực tương tác chúng coi không đáng kể (7) 5) Thuyết động học phân tử chất khí: Chất khí bao gồm các phân tử Kích thước phân tử là nhỏ Trong phần lớn các trường hợp có thể bỏ qua kích thước và coi phân tử chất điểm Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động hỗn loạn càng lớn Chuyển động hỗn loạn phân tử gọi là chuyển động nhiệt Do phân tử chuyển động hỗn loạn, thời điểm, hướng vận tốc phân tử phân bố không gian (8) Giữa hai va chạm, phân tử gần tự và chuyển động thẳng Khi phân tử này va chạm với phân tử khác thì hai phân tử tương tác làm thay đổi phương chuyển động và vận tốc phân tử Khi va chạm với thành bình, phân tử bị phản xạ và truyền động lượng cho thành bình tạo nên lực đẩy vào thành bình Lực này tạo áp suất chất khí lên thành bình Vậy : có thể coi gần đúng phân tử chất khí là chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng, tương tác với va chạm Chất khí gọi là khí lí tưởng (9) B – CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ CHẤT KHÍ I/ MỘT SỐ KHÁI NIỆM: 1) Thông số trạng thái: Mỗi trạng thái có tính chất xác định Khi các tính chát này thay đổi thì trạng thái bị thay đổi Mỗi tính chất thường đặc trưng đại lượng vật lí và trạng thái vật xác định tâp hợp xác định các đại lượng vật lí Các đại lượng vật lí này gọi là các thông số trạng thái (10) Một khối khí đặc trưng thông số trạng thái: + Áp suất P + Nhiệt độ tuyệt đối T + Thể tích V Trong đó có thông số cố định, còn thông số còn lại thay đổi: P=const: quá trình đẳng áp T=const: quá trình đẳng nhiệt V=const: quá trình đẳng tích (11) • 5)Áp suất và nhiệt độ: a)Áp suất: - Khái niệm: Áp suất là đại lượng vật lí có giá trị lực nén vuông góc lên đơn vị diện tích • - Công thức : F p S Đơn vị : Paxcal (Pa) 1Pa = N/m2 atm = 1,013.105(Pa) (12) b) Nhiệt độ: - Khái niệm : +)Nhiệt độ là đại lượng vật lí đặc trưng cho mức độ chuyển động hỗn loạn các phân tử vật chất +)Khi chuyển động các phân tử càng mạnh thì nhiệt độ vật càng cao - Công thức : T = toC + 273 - Đơn vị : (oK) (13) Vd: t = - 273oC => T = 273 – 273 = (oK) t = oC => T = 273 + = 273 (oK) t = 100oC => T = 273 + 100 = 373 (14) II/ CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGIỆM VỀ CHẤT KHÍ • Khí lí tưởng: + Bỏ qua kích thước các phân tử( tức xem chất điểm) +Bỏ qua nội ma sát Ở áp suất và nhiệt độ bình thường 1)Định luật Bôi-lơ-Mariot: (1662-1676): * Xét quá trình đẳng nhiệt (T = const): Khi nhiệt độ không đổi a)Định luật : Đối với lượng khí xác định, nhiệt độ không đổi thì thể tích tỉ lệ nghịch với áp suất b)Biểu thức: P1V1 = P2V2 = … Hay PV = const (15) Đồ thị quá trình đẳng nhiệt: Trên hệ tọa độ P-V thì đồ thị là đường hypebol (16) Trên hệ tọa độ P-T và V-T la đường thẳng vuông góc với trục OT (17) 2)Định luật Sac-lơ:(1746-1823) Xét quá trình đẳng tích (V=const):khi thể tích không đổi a)Định luật : Trong quá trình đẳng tích lượng khí có thể tích không đổi thì áp suất P luôn luôn tỉ lệ với nhiệt độ b) Biểu thức: Hay P const T P1 P2 T1 T2 Trong đó P1 và T1 là áp suất và nhiệt độ ban đầu P2 và T2 là áp suất và nhiệt độ lúc sau (18) c) Đồ thị quá trình đằng tích : Trên hệ tọa độ P-T thì đồ thị là đường thẳng mà kéo dài qua góc tọa độ O (19) Trên hệ tọa độ V-Tvà P-V thì đồ thị là đường thẳng vuông góc với trục OV (20) 3)ĐỊNH LUẬT GAY-LUYTXAC:(1800) Xét quá trình đẳng áp (p=const) :khi áp suất không đổi a)Định luật:Trong quá trình đẳng áp,đối voeis lượng khí xác định thì thể tich luôn tỉ lệ với nhiệt độ b)Biểu thức: Hay V1 V2 T1 T2 V const T Trong đó : V1 và T1 là thể tích và nhiệt độ ban đầu V2 và T2 là thể tích và nhiệt độ lúc sau (21) c)Đồ thị quá trình đẳng áp: Trên hệ tọa độ V-T thì đồ thị là đường thẳng mà kéo dài qua gốc tọa độ O (22) Trên hệ tọa độ P-T và P-V thì đồ thị là đường thẳng vuông góc với trục OP (23) III) Phương trình trạng thái khí lí tưởng: (phương trình Claperon- Men-đe-lê-ep) P1 P2 V1 V2 T1 T2 PV m PV const T RT Trong đó : m : khối lượng khí chiếm thể tích V(gam) µ : khối lượng phân tử (phân tử gam) R : số khí lí tưởng (R = 8,31 J/mol.K) T nhiệt độ tuyệt đối( oK) (24) Trường hợp riêng р : là khối lượng riêng khí ∆V: thể tích khí bơm vào sau giây V: thể tich khí bơm vào sau t giây Ta có: m = р ∆V.t = P.V • Gọi và: m V p P1 P2 V1 V2 T1 T2 P1 P2 T1 p1 T2 p2 m m P1 P2 T1 p1 T2 p2 p1T1 P2 p2 PT (25) Sơ đồ tóm tắt ba quá trình T không đổi PV = const V không đổi pV const T p const T P không đổi V const T Ở nhiệt độ 00C và atm Thể tích mol = 22,4 lít m pV RT R = 8,31 J/mol.K (26)