Thuyết cồn học phân tử mang lại biết thực chất của nhiệt chính là sự vận động hỗn loạn của những phân tử, tấn công đổ trọn vẹn các cách nhìn về hóa học nhiệt trước đó. Nó giải thích thỏa xứng đáng mọi hiện tượng lạ và đặc điểm nhiệt của những chất. Tự phương trình cơ phiên bản (7.1), ta kiếm được phương trình trạng thái khí lí tưởng, kiểm nghiệm lại các định hiện tượng thực nghiệm về chất khí trước đó.
Bạn đang xem: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
1. Phương trình tinh thần khí lí tưởng
Trạng thái của một hệ thứ lý được diễn tả bởi các thông số kỹ thuật – hotline là thông số trạng thái. Thông số nào đặc thù cho đặc điểm vi tế bào của hệ thì ta call đó là thông số vi mô; thông số nào đặc thù cho đặc điểm vĩ mô của hệ thì ta điện thoại tư vấn đó là thông số kỹ thuật vĩ mô.
Trạng thái của một khối khí lí tưởng hoàn toàn có thể được diễn đạt bởi các thông số vĩ mô: ánh sáng T, áp suất p. Và thể tích V. Phương trình mô tả mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật đó, được call là phương trình tâm trạng lí tưởng. Ta rất có thể tìm được quan hệ này từ phương trình cơ bản của thuyết đụng học phân tử (7.1).
Thật vậy: Nếu điện thoại tư vấn n là mật độ (mật độ) phân tử khí thì số phân tử khí chứa trong thể tích V là: ( N = nV ).
Từ (7.4), suy ra: ( p.V=nkT.V=NkT=fracNN_AN_AkT ), với na là số phân tử chứa trong một mol khí ( ( N_A=6,02.10^23 ext mol^-1 ) vì nhà bác bỏ học Avogadro xác lập nên người ta gọi là số Avogadro); ( fracNN_A=fracmmu ) = số mol khí.
Vậy: ( pV=fracmmu RT ) (7.6)
trong đó, R là hằng số khí lí tưởng:
(R=k.N_A=1,38.10^-23.6,02.10^-23=8,31 ext left( J.mol^-1.K^-1 ight))(=0,082 ext left( atm.lit.mol^-1.K^-1 ight)=0,084 ext left( at.lit.mol^-1.K^-1 ight))
Phương trình (7.6) được gọi là phương trình Mendeleev – Clapeyron. Đó bao gồm phương trình trạng thái của một khối khí lí tưởng bất kì.
Đối với một khối khí khẳng định (m = const), ta có: ( fracpVT=const ) (7.7)
Vậy, với 1 khối khí xác định, khi biến đổi từ trạng thái (1) thanh lịch trạng thái (2) thì: ( fracp_1V_1T_1=fracp_2V_2T_2 ) (7.8)
(7.7) với (7.8) là các phương trình tâm lý của một khối khí lí tưởng xác định.
2. Những định biện pháp thực nghiệm về chất lượng khí
Từ (7.7) ta hoàn toàn có thể tìm lại những định lao lý thực nghiệm về chất lượng khí.
a) Định lý lẽ Boyle – Mariotte
Khi ( T = const ), tự (7.7), suy ra: ( pV = const ) (7.9)
Hay p1V1 = p2V2 (7.9a)
Vậy, ở ánh sáng nhất định, áp suất cùng thể tích của một khối khí xác minh tỉ lệ nghịch cùng với nhau.
Đường màn biểu diễn áp suất phường biến thiên theo thể tích V khi nhiệt độ không đổi được call là con đường đẳng nhiệt. Đường đẳng nhiệt là một trong những đường cong Hyperbol. Với những nhiệt độ không giống nhau thì đường thẳng nhiệt cũng khác nhau. Đường ở trên gồm nhiệt độ cao hơn nữa đường nằm bên dưới (T2 > T1) (hình 7.3).
b) Định phương pháp Gay Lussac
Khi ( phường = const ), tự (6.7) suy ra: ( fracVT=const ) tuyệt ( fracV_1T_1=fracV_2T_2 ) (7.10)
Vậy, ngơi nghỉ áp suất tuyệt nhất định, thể tích với nhiệt độ hoàn hảo nhất của một khối khí xác định tỉ lệ thuận cùng với nhau.
Đường màn trình diễn thể tích V vươn lên là thiên theo nhiệt độ T lúc áp suất không đổi, được hotline là mặt đường đẳng áp. Đường đẳng áp là 1 trong đường thẳng có phương đi qua gốc tọa độ (hình 7.4). Áp suất càng tốt đường trình diễn càng dốc.
c) Định chế độ Charles
khi V = const, tương tự, ta cũng có: ( fracpT=const ) xuất xắc ( fracp_1T_1=fracp_2T_2 ) (7.11)
Vậy, sống thể tích tốt nhất định, áp suất cùng nhiệt độ hoàn hảo của một khối khí xác minh tỉ lệ thuận với nhiệt nhau.
Đường màn biểu diễn áp suất p. Biến thiên theo nhiệt độ T khi thể tích ko đổi, được điện thoại tư vấn là đường đẳng tích. Đường đẳng tích là một đường thẳng có phương qua gốc tọa độ và có độ dốc càng khủng khi thể tích càng nhỏ.
d) Định pháp luật Dalton
Xét một bình kín chứa một lếu hợp bao gồm m hóa học khí khác nhau. Call n1, n2, …., nm là độ đậm đặc tương ứng của những khí thành phần thì độ đậm đặc của hỗn hợp khí đó là n = n1 + n2 + … + nm.
Xem thêm: Tìm Hiểu Về Loài Mèo 】 - 【Những Điều Cần Biết Về Con Mèo】
Theo (7.4), ta có: ( p=nkT=left( n_1+n_2+n_3+…+n_m ight)kT )
Hay ( p=n_1kT+n_2kT+n_3kT+…+n_mkT=p_1+p_2+…+p_m ) (7.12)
Vậy, áp suất của một các thành phần hỗn hợp khí bằng tổng những áp suất riêng phần của những khí thành phần tạo nên.