VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG
Phạm Đỗ Chung Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
Khoa Hoá học
Chương 5 Nhiệt học
1. Nhiệt độ-nguyên lý số 0 2. Các quá trình chuyển thể 3. Khí lí tưởng, khí thực 4. Thuyết động học chất khí 5. Nguyên lí 1 6. Nguyên lí 2 7. Chu trình Carnot
2
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
Nhiệt động lực học • Công cụ để nghiên cứu hệ nhiều hạt ở trạng
thái cân bằng
3
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
• Dựa trên 4 nguyên lý cơ bản
Hệ nhiều hạt
• Hệ mở: trao đổi vật chất và năng lượng • Hệ kín: chỉ trao đổi năng lượng với môi
trường ngoài nhưng không trao đổi vật chất
• Hệ cô lập: không trao đổi cả vật chất lẫn năng lượng với môi trường bên ngoài
4
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
1. Nhiệt độ-nguyên lý số 0
• Nhiệt độ là một trong bẩy đại
lượng cơ bản của hệ SI
Nếu hai vật A và B mỗi vật đều cân bằng nhiệt với vật thứ 3 thì chúng cũng cân bằng nhiệt với nhau
• Nguyên lý số 0:
5
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
• A và B có cùng nhiệt độ
1. Nhiệt độ-nguyên lý số 0
• Đo nhiệt độ • Các thang nhiệt độ được
chuẩn bằng điểm 3 của nước.
6
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
• Các loại nhiệt kế: a. Nhiệt kế khí b. Nhiệt kế rượu, thuỷ ngân c. Nhiệt kế hồng ngoại d. Cặp nhiệt e. Nhiệt điện trở
1. Nhiệt độ-nguyên lý số 0
7
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
• Nhiệt giai Kelvin, Celsius và Fahrenheit
2. Các quá trình chuyển thể
• Q<0 Hệ toả nhiệt ra môi
trường
• Q=0 Hệ cân bằng nhiệt với
môi trường
• Q>0 Hệ nhận nhiệt từ môi
trường
• Q: Nhiệt lượng (Joule: J)
8
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
2. Các quá trình chuyển thể
• Nhiệt dung C (Heat capacity):
Q=C(Tf-Ti) Đơn vị: J/K
• Nhiệt dung riêng c (Specific Heat):
Q=c.m.(Tf-Ti) Đơn vị: J/kg.K
• Nhiệt dung mol:
9
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
Q=cmol(Tf-Ti) Đơn vị: J/mol.K
2. Các quá trình chuyển thể
• Hiện tượng chuyển pha chỉ xảy ra ở một nhiệt
độ nhất định. Lúc đó nhiệt độ của hệ không đổi.
• Để chuyển pha từ rắng sang lỏng từ lỏng sang khí hoặc ngược lại thì hệ phải nhận nhiệt hoặc toả nhiệt, gọi là nhiệt lượng chuyển pha.
• Ẩn nhiệt nóng chảy (rắn sang lỏng)
Q=Lv.m Đơn vị: J/K
• Ẩn nhiệt hoá hơi (lỏng sang khí)
Q=Lf.m
10
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
3. Thuyết động học chất khí • Chất khí bao gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao thì các phân tử chất khi chuyển động càng nhanh. Các phân tử chất khí va chạm với nhau và va chạm với bình chứa gây nên áp suất cho thành bình.
11
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
3. Thuyết động học chất khí
• Khí lí tưởng: là chất khí mà các phân tử được coi là
chất điểm chúng chỉ tương tác với nhau khi va chạm.
• Khí thực: là các chất khí tồn tại trong thực tế mà ta
đã biết như Oxi, Nitơ, Carbonic…
P.V=n.R.T P, V, T là các thông số trạng thái R=8,31 J/mol.K
12
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
3. Thuyết động học chất khí
Các thông số trạng thái theo quan điểm của thuyết động học phân tử
13
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
• Áp suất - Vận tốc căn quân phương • Nhiệt độ - Động năng tịnh tiến trung bình • Quãng đường tự do trung bình • Định luật phân bố Maxwell
3. Thuyết động học chất khí
Các quá trình biến đổi trạng thái của khí lí tưởng
14
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
3. Thuyết động học chất khí Phân bố Maxwell – Boltzmann
15
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
3. Thuyết động học chất khí Phân bố Maxwell – Boltzmann
16
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
