Ta thấy việc lật lên con số này hay con số khác là ngẫu nhiên nhưng giá trị trung
bình của những con số lật lên lại có giá trị hoàn toàn xác định. Như vậy, mặc dù các đại lượng
đặc trưng cho chuyển động của từng phân tử (động năng, vận tốc) có thể có giá trị ngẫu nhiên,
bất kỳ nhưng các giá trị trung bình của các đại lượng đó thì có giá trị hoàn toàn xác định. Kết
quả nói trên chỉ đúng khi xét một hệ gồm một số rất lớn các phân tử. Vì vậy ta nói phép tính
trung bình có tính chất thống kê.
Ngoài phương pháp vật lý thống kê người ta còn dùng phương pháp nhiệt động lực
học. Phương pháp nhiệt động lực học không khảo sát các quá trình chuyển động của các phân
tử mà dựa vào việc hình thành các hàm phân bố về vận tốc và động năng của các hạt theo nhiệt
độ từ đó thiết lập các thế nhiệt động.
III. THUYẾT ÐỘNG HỌC PHÂN TỬ
TOP
Ðể xây dựng công thức cơ bản của thuyết động học phân tử ta hãy tính áp suất được tạo
ra khi các phân tử khí va chạm với thành bình. Lực của các phân tử khí tác dụng lên thành bình
bằng và ngược chiều với lực của thành bình tác dụng lên các phân tử khí, ta có:
IV. NHIỆT ÐỘ
TOP
Khi để hai vật tiếp xúc với nhau thì các phân tử của hai vật do chuyển động hỗn
loạn, sẽ va chạm vào nhau và do đó có sự trao đổi năng lượng. Vật có động năng trung bình của
chuyển động tịnh tiến của phân tử lớn hơn thì ta nói đó là vật nóng hơn và sẽ bị mất bớt năng
lượng. Vật mà động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của phân tử nhỏ hơn (vật lạnh
hơn) thì sẽ nhận thêm năng lượng.
Nhiệt lượng là phần năng ượng của chuyển động nhiệt hổn loạn của các phân tử do
vật nóng hơn truyền cho các phân tử của vật lạnh hơn.
Thông thường ta hiểu vật nóng thì có nhiệt độ cao hơn vật lạnh. Khi để hai vật có
nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì có sự truyền động năng trung bình của chuyển động
tịnh tiến từ vật có nhiệt độ cao đến vật có nhiệt độ thấp. Sự truyền năng lượng này chỉ ngừng
lại khi hai vật có nhiệt độ bằng nhau, hay động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của
phân tử bằng nhau. Vì lý do này, người ta có thể chọn động năng trung bình của chuyển động
tịnh tiến của phân tử trong mỗi vật làm thước đo nhiệt độ của vật đó.
Người ta dùng nhiệt độ ( được xác định bằng công thức (9.9) tính áp suất p
Tóm lại: Nhiệt độ cũng như động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của
phân tử là đại lượng có liên quan chặt chẽ với mức độ nhanh hay chậm của chuyển động hỗn
loạn của các phân tử. Nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho tính chất vĩ mô của vật, cho sự nhanh
chậm của chuyển động hỗn loạn của các phân tử cấu tạo nên vật đó.
Mối liên quan giữa nhiệt độ đo bằng đơn vị năng lượng với nhiệt độ đo bằng đơn
vị độ được biểu thị bằng công thức
Vì động năng trung bình chỉ có gía trị dương nên nhiệt độ tuyệt đối không thể giá
trị âm. Nếu sau này ta gặp khái niệm nhiệt độ tuyệt đối âm thì không nên hiểu rằng nhiệt độ đó
có giá trị thấp hơn nhiệt độ tuyệt đối.
V. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
TOP
VI. PHƯƠNG TRÌNH VAN DER WAALS
TOP
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng chỉ phản ánh gần đúng những tính chất
của khí thực trong một phạm vi nhất định. Ở áp suất cao hoặc nhiệt độ tương đối thấp (gần
nhiệt độ để chất khí ngưng tụ thành chất lỏng), xuất hiện những sai lệch đáng kể giữa kết quả lý
thuyết và thực nghiệm.
Ðối với khí lý tưởng ta hoàn toàn bỏ qua lực tương tác giữa các phân tử trừ lúc va
chạm. Ðối với khí thực, chỉ ở áp suất và nhiệt độ bình thường thì lực tương tác giữa các phân
tử khí là nhỏ và có thể bỏ qua, khi đó kết quả trên tính toán với khí lý tưởng mới phù hợp với
khí thực.
1. Lực tương tác giữa hai phân tử
TOP
Lý thuyết và thực nghiệm đã chứng minh các phân tử vừa hút vừa đẩy nhau. Bản
chất của lực tương tác về căn bản là lực điện. Phân tử đơn giản nhất có một nguyên tử gồm hạt
nhân tích điện dương và chung quanh có một vành điện tử tích điện âm. Phân tử như vậy
thường là một lưỡng cực điện; tức là một hệ hai điện tích khác dấu, ở cách nhau một khoảng
nào đó. Cường độ điện trường của một điện tích điểm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng
cách. Phân tử nhiều nguyên tử thường không phải là lưỡng cực điện mà là một hệ điện phức tạp
hơn có thể là tứ cực điện v.v
2. Thế năng tương tác giữa hai phân tử
TOP
3. Quá trình va chạm giữa hai phân tử
TOP
a) Mô tả hiện tượng : Xét hai phân tử A và B, do chuyển động nhiệt chúng đang tiến
lại gần nhau. Theo tính tương đối của chuyển động ta xem phân tử A đứng yên (so với B) và
phân tử B tiến lại gần A theo phương AB. Vậy khi B tiến đến gần A, ngoài thế năng tổng cộng
ứng với lực hút và lực đẩy:
b) Ðồ thị của thế năng tổng hợp.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét