Mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất

     

Những thí nghiệm chính xác cho thấy, chất khí thực (chất khí tổn tại trongthực tế như ôxi, nitơ, cacbonic...) chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt và Sác-lơ. Giá trị của tích $p.V$ và thương $\frac{p}{T}$ thay đổi theobản chất, nhiệt độ và áp suất của chất khí. Chỉ có khí lí tưởng là tuân theođúng các định luật về chất khí đã học.

Bạn đang xem: Mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất

Tuy nhiên, sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không lớn ở nhữngnhiệt độ và áp suất thông thường. Do đó, trong đời sống và kĩ thuật, khi khôngyêu cầu độ chính xác cao, ta có thể áp dụng các định luật về chất khí lí tưởngđể tính áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí thực.

II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

*

Đường biểu diễn hai giai đoạnbiến đổi trên đồ thị $p - V$

Kí hiệu ${p_1},{V_1},{T_1}$ là áp suất, thể tích và nhiệt độ của lượng khímà ta xét ở trạng thái 1. Thực hiện một quá trình bất kì chuyển khí sang trạngthái 2 có áp suất ${p_2}$, thể tích ${V_2}$ và nhiệt độ ${T_2}$. Chúng ta đitìm mối liên hệ giữa các giá trị đó.

*

Việc chọn trạng thái 1, 2 là bất kì, vị vậy có thể viết:

$\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow\frac{{pV}}{T} = $ hằng số

Phương trình trên được nhà vật lí người Pháp Clapeyron (Cla-pê-rôn) đưa ranăm 1834 và được gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay phươngtrình Clapeyron.

III.QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP

1. Quátrình đẳng áp

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳngáo.

2. Liênhệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳngáp.

$\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}}= \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{V}{T} = $ hằng số

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuậnvới nhiệt độ tuyệt đối.

3. Đườngđẳng áp

Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổigọi là đường đẳng áp.

*

Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng ápkhác nhau.

Xem thêm: Giải Bài 83 Trang 33 Sgk Toán 8 Tập 1, Bài 83 Trang 33 Sgk Toán 8 Tập 1

4.Định luật Gay-Lussac (Gay Luy-xác)

Xét một quá trình đẳng áp, trong đó áp suất $p$ không đổi và bằng ${p_1}$. Phươngtrình trạng thái khí lí tưởng trở thành:

$\frac{V}{T} = \frac{C}{{{p_1}}} = $ hằng số

Nội dụng định luật Gay-Lussac: Thể tích $V$ của một lượng khí có áp suất khôngđổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí.

IV. ĐỘKHÔNG TUYỆT ĐỐI

Nếugiảm nhiệt độ tới $0K$ thì $p = 0$ và $V= 0.$ Hơn nữa ở nhiệtđộ dưới $0K,$ áp suất và thể tích sẽ có giá trị âm. Đólà điều không thể thực hiện được.

Do đó, Ken-vin đã đưa ramột nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ $0K$ gọi là độ không tuyệt đối. Các nhiệt độtrong nhiệt giai của Ken-vin đều có giá trị dương và mỗi độ chia trong nhiệtgiai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiệt giai Xen-xi-út (Celsius).

Xem thêm: Tải Từ Vựng Tiếng Anh Lớp 5 Unit 6, Từ Vựng Và Ngữ Pháp Tiếng Anh Lớp 5 Unit 6

Chính xác thì độ khôngtuyệt đối thấp hơn $-273^o$Cmột chút (vào khoảng $-273,15^o$C).Nhiệt độ thấp nhất mà con người thực hiện được trong phòng thí nghiệm hiện naylà $10^{-9 }$K.