Vật lý đại cương - Khí thực và chuyển pha phần 1

Tham khảo tài liệu vật lý đại cương - khí thực và chuyển pha phần 1, khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lý đại cương - Khí thực và chuyển pha phần 1 Ch−¬ng 17KhÝ thùc vμ chuyÓn pha §1. Ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i cña khÝ thùc• Ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i Clapayron-Medeleev®èi víi 1 mol khÝ lý t−ëng: pV=RT (C¸c ph©ntö kh«ng kÝch th−íc, kh«ng t−¬ng t¸c)• Thùc tÕ ph©n tö khÝ cã kÝch th−íc ~3.10-8cmchiÕm thÓ tÝch ~1,4.10-23cm3 chiÕm 1/1000 thÓtÝch khèi khÝ• thay V b»ng V-b; b -céng tÝch m3/mol ®Ó ý®Õn thÓ tÝch do c¸c ph©n tö chiÕm© p(V-b)=RT• Thùc tÕ cã t−¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö© néi ¸p pi bæ chÝnh vμo ¸p suÊt: II Ipi~n0 mËt ®é h¹t líp I vμ pi~n0 líp II N2 a pi ~ ( ) ⇒ 2 2 =>->pi~n0 V V RT 4/mol2 (phô thuéca-N.m p= − pi V−bb¶n chÊt chÊt khÝ) pi lμm a‚ Mét mol khÝ thùc:( p + 2 )( V − b) = RT p gi¶m V m μƒ m kg khÝ v = V m lμ sè mol vμ V = v μthùc: μ m 2 ma m m ( p + 2 2 )( v − b) = RT μv μ μa, b lμ c¸c h»ng sè phô thuéc vμo chÊt khÝ (trab¶ng Trang 192 s¸ch bμi tËp)¸p suÊt cμng cao th× ¶nh h−ëng cña néi ¸p vμcéng tÝch cμng râ. §2.§−êng ®¼ng nhiÖt lý thuyÕt Van-der-Waals vμ ®−êng ®¼ng nhiÖt thùc nghiÖm Andrews1. ®−êng ®¼ng nhiÖt lý pthuyÕt T>TK K pK• Khi T=TK ®−êng cã ®iÓm uèn TKK (tíi h¹n) t¹i pK,VK- tiÕp tuyÕn TTK ®−êng ®¼ng nhiÖt gièng cña khÝ lýt−ëng (hypecbol). • Khi T RT a TÝnh c¸c gi¸ trÞ tíi h¹n p= −2 V−b V 2dp =0 VK RT a 2 RT 6a =3 − 4 =0 2dV 3( VK − b) ( VK − b) 3 3 VK VKdp RT 2a =0 − + 3 =0 ( VK − b) 2 VKdV a 8a V0 K = 3b; p K = ; TK = 2 27b 27bR 22 27 R TK RTK a= ;b = 64 PK 8PK2.§−êng ®¼ng nhiÖt thùc nghiÖm Andrews NÐn ®¼ng nhiÖt khÝ CO2 t¹i T pT T>TK K kh¸c nhau D• T>TK kh«ng thÓ ho¸ láng-> 4K 1gièng hypecbol nh− khÝ LT C 3 B 2 TTK th× BC->K. TK= 304K, VC VK VB VpK= 73at VK=9,6.10-5m3/mol láng khÝ KhÝ+h¬iTTKkh«ng thÓ ho¸ láng; 2- T 3. So s¸nh ®−êng ®¼ng nhiÖt lý thuyÕtVan-der-Waals vμ ®−êng ®¼ng nhiÖt thùc nghiÖm Andrews:Ph−¬ng tr×nh Van-der-Waals cho ®−êng ®¼ngnhiÖt cña khÝ thùc trõ tr¹ng th¸i h¬i b·o hoμ:• T>TK gièng nhau;• TK gièng nhau: Cïng cã ®iÓm tíi h¹n K víitiÕp tuyÕn song song víi OV• T §3.Néi n¨ng cña khÝ thùc, hiÖu øng Joule-Thompson ∑W + ∑ Wtnj1. Néi n¨ng cña U = W + W = dn tn dnjkhÝ thùc: j j mi ∑W = RT §éng n¨ng: μ2 dnj jδAi- c«ng do néi ¸p pi a δA i = p i dV = 2 dVcña ph©n tö g©y ra dV: V ∞ ∞ a a Wtn ( V ) − Wtn ( ∞ ) = ∫ δA i = ∫ 2 dV = − V V V V 2VËy néi n¨ng khÝ mi ma U= RT − 2 μ2 μVthùc: U=U(T,V) 2. HiÖu øng Joule-ThompsonLμ hiÖn t−îng nhiÖt ®é cña khÝ thùc thay ®æi khigi·n në ®o¹n nhiÖt vμ kh«ng trao ®æi c«ng víibªn ngoμi(ΔT lμm l¹nh, ΔT > 0 hiÖu øng ©m)H¦ ©m, d−¬ng phô thuéc vμo nhiÖt ®é x¶y ra®èi víi khÝ cô thÓ:H¦ d−¬ng ®èi víi H2 ë TTr¹ng th¸i ®Çu (p1,V1,T1) Tr¹ng th¸i cuèi (p2,V2,T2) 1, 2 -pit t«ngp1 1 V1 M2 p2 p1 1M V2 2 p2 M-v¸ch xèp T2 T1 p1 > p2 ,V2>V1•KhÝ ë bªn tr¸i M, 1 nÐn, 2 gi·n. p1, p2 kh«ng ®æivμ p1> p2. Pit t«ng 1 Ðp s¸t M-> V’1=0Bªn tr¸i khèi khÝ nhËn c«ng: A1=-p1(0-V1)=p1V1Bªn ph¶i nhËn c«ng:A2=-p2(V2-0)=-p2V2• Tæng c«ng c¶ hÖ nhËn: A=A1+A2=0• Néi n¨ng: ΔU= Q+A=0 mμ U=U(T,V) ∂U ∂U dV>0 -> dTΔT ≠ 0 . ∂T ∂VGi·n: V2>V1-> T1 ≠ T2-> ΔT = T2 - T1 ...