Nhiệt động lực học căn bản Phần 2

1.2 Mô tả vĩ mô Trong nhiệt động lực học kĩ thuật, ta mặc định công nhận chất trong hệ hay thể tích điều khiển của chúng ta là một môi trường liên tục; nghĩa là, nó phân bố liên tục trong vùng đang xét. Sự công nhận như vậy cho phép chúng ta mô tả một hệ hay một thể tích điều khiển chỉ bằng một vài tính chất có thể đo được. Xét định nghĩa khối lượng riêng:trong đó Δm là khối lượng chứa trong thể tích ΔV, như thể hiện trên Hình 1.3. Trên phương diện vật...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhiệt động lực học căn bản Phần 2 Nhiệt động lực học căn bản - Phần 21.2 Mô tả vĩ môTrong nhiệt động lực học kĩ thuật, ta mặc định công nhận chấttrong hệ hay thể tích điều khiển của chúng ta là một môi trườngliên tục; nghĩa là, nó phân bố liên tục trong vùng đang xét. Sựcông nhận như vậy cho phép chúng ta mô tả một hệ hay một thểtích điều khiển chỉ bằng một vài tính chất có thể đo được.Xét định nghĩa khối lượng riêng:trong đó Δm là khối lượng chứa trong thể tích ΔV, như thể hiệntrên Hình 1.3. Trên phương diện vật lí, ΔV không thể được phépco đến không vì, nếu ΔV trở nên cực nhỏ, thì Δm sẽ biến thiênkhông liên tục, phụ thuộc vào số phân tử có trong ΔV.Tuy nhiên, có những tình huống trong đó giả thiết liên tục khôngcó giá trị; thí dụ, sự đi trở vào khí quyển của các vệ tinh. Ở độcao 100 km, quãng đường tự do trung bình, khoảng cách trungbình một phân tử đi được trước khi nó va chạm với một phân tửkhác, là khoảng 30 mm; cách tiếp cận vĩ mô với giả thiết liên tụccủa nó là cái gây nghi vấn. Ở độ cao 150 km, quãng đường tự dotrung bình vượt quá 3 m, khoảng cách đó có thể sánh với kích cỡcủa vệ tinh! Dưới những điều kiện này, phải sử dụng cácphương pháp thống kê dựa trên hoạt tính phân tử. Hình 1.3 Khối lượng là một môi trường liên tục1.3 Tính chất và trạng thái của một hệVật chất trong một hệ có thể tồn tại ở một vài pha: chất rắn, chấtlỏng, hoặc chất khí. Pha là một lượng vật chất có thành phầnhóa học giống nhau hết; nghĩa là, nó là đồng nhất. Nó là các chấtrắn, chất lỏng, hoặc chất khí nguyên chất. Các ranh giới pha chiatách pha trong cái, khi xem như một tổng thể, gọi là một hỗnhợp. Các chất khí có thể trộn lẫn với bất kì tỉ lệ nào để tạo ramột pha đơn nhất. Hai chất lỏng có thể hòa trộn tạo thành mộthỗn hợp khi hòa vào nhau; nhưng có những chất lỏng không hòatrộn, thí dụ như nước và dầu, tạo thành hai pha riêng biệt.Một chất tinh khiết là đồng đều về thành phần hóa học. Nó cóthể tồn tại ở nhiều pha, ví dụ băng, nước lỏng và hơi nước, trongđó từng pha sẽ có thành phần giống nhau. Một hỗn hợp khí đồngđều là một chất tinh khiết khi nó không phản ứng hóa học (nhưtrong sự cháy) hoặc hóa lỏng, trong trường hợp đó thành phầnhóa học sẽ thay đổi.Một tính chất là bất kì một đại lượng nào dùng để mô tả một hệ.Trạng thái của một hệ là điều kiện của nó khi mô tả bởi nhữnggiá trị cho trước cho những tính chất của nó tại một thời điểmnhất định. Những tính chất thường dùng là áp suất, nhiệt độ, thểtích, vận tốc và vị trí; những tính chất khác thỉnh thoảng cũngđược xét đến. Hình dạng là quan trọng khi những hiệu ứng bềmặt là đáng kể