I - KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG

 Các thí nghiệm chính xác cho thấy, các chất khí thực chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ. Giá trị của tích pV và thương thay đổi theo bản chất, nhiệt độ và áp suất của chất khí đã học.

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

* Ta nói một chất khí ở trạng thái khí lý tưởng khi các lực tương tác, lực liên kết giữa các phân tử (lực Van der Waals) hoàn toàn bằng không. Chất khí càng gần trạng thái lý tưởng khi mật độ của nó càng thấp, nghĩa là khi áp suất càng thấp hay nhiệt độ càng cao.

II - PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI (PTTT) CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG

 Phương trình xác định mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của chất khí gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng.

  Để lập phương trình này, ta xét một lượng khí từ trạng thái 1 (p₁, V₁, T₁) sang trạng thái 2 (p₂, V₂, T₂) qua trạng thái trung gian 1' (p', V₂, T₁) bằng các đẳng quá trình đã học trong các bài trước (Hình 31.1).

  Ta dễ dàng chứng minh được:

 hay

     (31.1)

  Phương trình (31.1) trên được nhà vật lí người Pháp Cla-pê-rôn (Clapeyron, 1799 - 1864) đưa ra năm 834 và được gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn.

  Đối với một khối lượng khí đã cho, tích áp suất và thể tích chia cho nhiệt độ tuyệt đối là một đại lượng không đổi.

Hình 31.1

 

1. Chứng minh công thức (31.1).

III - QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP

 1. Quá trình đẳng áp

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

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

  Từ công thức (29.2):

  Khi p₁ = p₁ thì:

(31.2)

  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

  a) Định nghĩa

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

  b) Đặc điểm

 Trong hệ toạ độ (V,T) đường đẳng áp là đường thẳng kéo dài đi qua góc toạ độ. (Hình 31.2)

  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.

Hình 31.2

IV - "ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI"

 Độ không tuyệt đối: T = 0K tương ứng với t = -273⁰C (chính xác hơn là khoảng -273,15⁰C) (Hình 31.3).

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

Nếu sử dụng nhiệt độ xensius, ta có: , nếu t₂ = 0  thì  p₂ = 0: điều này không đúng với thực nghiệm. Do đó, để thỏa mãn, Kenvil định nghĩa: T = (t +273)K. Lúc đó nếu t = -273⁰C thì T = 0K và p = 0: mọi phân tử khí tuyệt đối ngừng chuyển động.

Hình 31.3. loại nhiệt giai