Thể tích khí - Vật lý 10

Chú thích:

$n$: số mol chất $\left(mol\right)$.

$m$: khối lượng chất $\left(g\right)$.

$M$: khối lượng 1 mol chất $\left(g\right)$.

$V$: thế tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn $\left(l\right)$

Chú thích:

$n$: số mol chất $\left(mol\right)$.

$V$: thế tích khí $\left(l\right)$.

$R$: hằng số các khí 8,31 $(J/mol.K)$.

$p$: áp suất của chất khí $\left(Pa\right)$

$T$: nhiệt độ $\left({}_{o}K\right)$.

Định nghĩa quá trình đẳng nhiệt:

Là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.

Phát biểu:

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.

Trong quá trình đẳng nhiệt thì thể tích và áp suất tỉ lệ nghịch với nhau.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^{3}v....v....)$

Nhiệt độ được giữ nguyên, khi thể tích giảm thì áp suất tăng.

Đồ thị của quá trình đẳng nhiệt.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^{3}v....v....)$

$T$: nhiệt độ tuyệt đối của chất khí $\left({}^{o}K\right)$.

Lưu ý:

Nếu đề bài cho đơn vị là ${}^{o}C$ ta phải chuyển sang độ ${}^{o}K$

$T \left({}^{o}K\right)=t \left({}^{o}C\right)+273$

Định nghĩa quá trình đẳng áp:

Là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng áp suất được giữ nguyên không đổi.

Phát biểu:

Quá trình đẳng áp quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng áp suất được giữ nguyên không đổi.

Trong quá trình đẳng áp thì thể tích và nhiệt độ tuyệt đối là hai đại lượng tỉ lệ thuận với nhau.

Chú thích:

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^3,v....v....)$.

$T$: nhiệt độ tuyệt đối của chất khí $\left({}_{o}K\right)$.

Lưu ý:

Nếu đề bài cho đơn vị là ${}_{o}C$ ta phải chuyển sang độ ${}_{o}K$

$T \left({}_{o}K\right)=t \left({}_{o}C\right)+273$

Đồ thị quá trình đẳng áp

Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850)

L: Nhiệt hóa hơi $\left(J/kg\right)$

$C_{H_{2}O}$ : Nhiệt dung riêng $\left(J/kg.K\right)$

D: Khối lượng riêng của nước $\left(Kg/m^3\right)$

Khối lượng khí thoát ra

$∆m=m_1-m_2=\left(D_1-D_2\right).V_1$

Phương trình trạng thái khí lí tưởng:

$$\begin{gathered} \frac{D_1{p}_1}{T_1}=\frac{D_2{p}_2}{T_2} \\ \Rightarrow D_2=\frac{p_2{T}_1}{p_1{T}_2}.D_1 \\ \Rightarrow ∆m=\left(1-\frac{p_2{T}_1}{p_1{T}_2}\right)m \end{gathered}$$

$D \left(kg/m^3\right)$ khối lượng riêng của vật

$m \left(kg\right)$ Khối lượng của vật

$V \left(m^3\right)$ Thể tích cảu vật

Khối khí ban đầu : $p_1,V_1,T_1$ coi như khi lý tưởng

Lượng khí của tất cả quả bóng (coi như chúng có cùng trạng thái)

$p_2,N.V_0,T_2$

Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng

$$\begin{gathered} \frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2} \\ \Rightarrow N=\frac{T_2}{T_1}.\frac{p_1{V}_1}{p_2{V}_0} \end{gathered}$$

$V_0$ thể tích mỗi quả bóng

Ban đầu : Thủy ngân nằm giữa.

Bình 1 : $p_1,V_1,T_1$   ;   Bình 2 : $p_2=p_1,V_2,T_2$

Lúc sau : Khi thay đổi các yếu tố cảu trạng thái khí bình 1 đến khi cân bằng $p_1\text{'}=p_2\text{'}$.

Áp dụng PTTKLT cho bình 1: $\frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_1\text{'}.\left(V_1+∆V\right)}{T_1\text{'}}$

Áp dụng PTTKLT cho bình 2: $\frac{p_2{V}_2}{T_2}=\frac{p{\text{'}}_2\left(V_1-∆V\right)}{T_2\text{'}}$

Suy ra : 

$$\begin{gathered} \frac{T_2}{T_1}=\frac{V_1+∆V}{V_1-∆V}.\frac{T_2\text{'}}{T_1\text{'}} \\ ∆x=\frac{∆V}{S} \end{gathered}$$