Sách Vật lý/Vật/Khí/Khí lý tưởng

Khí lý tưởng

Khí lý tưởng là khí mà các phân tử là những chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng và chỉ tương tác với nhau khi va chạm. Từ khí lý tưởng, ta có thể suy ra gần đúng tính chất của các khí thực được gọi là khí lý tưởng:

Thuyết động học của chất khí

• Chất khí gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng
• Những phân từ này có cùng khối lượng.
• Các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng..
• Các phân tử chuyển động nhanh, va chạm đàn hồi lẫn nhau và với thành bình, tạo áp suất lên thành bình.
• Động năng trung bình của các phân tử khí chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ.
• Nhiệt độ của chất khí càng cao thì chúng chuyển động càng nhanh

Định luật Khí lý tưởng

Định nghỉa tương quan giửa Áp lực tuyệt đối với Nhiệt độ tuyệt đối theo như sau

$PV=nRT$

Với

$P$ - Áp lực

$V$ - Thể tích

$n$ - Số lượng Mole

$T$ - Nhiệt độ

$R=8314.472J/kmolK$ - Hằng số khí , hằng số Mole khí

Lượng tử chất (Avogadro's number) = # molecules/ mole = $N_{A}=6.022\times 10^{2}3$ . Với N là Lượng tử chất của một chất khí , vậy $N=nN_{A}$ . Cho $k_{b}={\frac {R}{N_{A}}}=1.38066\times 10^{-23}J/K$ . Công thức trên có thể viết dưới dạng sau

$PV=Nk_{b}T$

Với

$P$ - Áp lực

$V$ - Thể tích

$n$ - Số lượng Mole

$T$ - Nhiệt độ

$R=8314.472J/kmolK$ - Hằng số khí , hằng số Mole khí

Thuyết động học chất khí

Hằng số Avogadro cho biết lượng tử trong 1 kmol hóa chất .

$N_{A}={\frac {M}{m_{o}}}=6.02214179\times 10^{2}6$ lượng tử / kmol

Khối lượng của nguyên tử có thể tính được từ Hằng số Avogadro và Khối lượng nguyên tử M như sau

$m_{o}={\frac {M}{N_{A}}}$

Năng lượng động lượng	${\frac {1}{2}}m_{o}v^{2}$
Năng lượng trung bình khí di động của lượng tử khí	${\frac {3k_{B}T}{2}}$ Với $T$ - Absolute temperture . $k_{B}={\frac {R}{N_{A}}}=1.3806504\times 10^{-23}J/K$ - Hằng số Boltzmann
Cân bằng $W_{p}=W_{T}$	${\frac {1}{2}}m_{o}v^{2}={\frac {3}{2}}k_{B}T$
Vận tốc RMS	$v_{r}ms={\sqrt {\frac {3k_{B}T}{m_{o}}}}$
Nhiệt độ tuyệt đối	$T=({\frac {2}{3k_{B}}})({\frac {1}{2}}m_{o}v_{rms}^{2})$
Áp suất	$PV={\frac {m}{M}}RT={\frac {nm_{o}}{M}}RT={\frac {1}{3}}Nm_{o}v_{r}ms^{2}$ Vì ${\frac {Nm_{o}}{V}}=\rho$ $P={\frac {1}{3}}\rho v_{rms}^{2}$
Lối di chuyển tự do	${\frac {1}{4\pi {\sqrt {2}}b^{2}{\frac {N}{V}}}}$