CHƯƠNG VI. CHẤT KHÍ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT:
I. Thuyết động học phân tử chất khí - cấu tạo chất
1. Các khái niệm cơ bản
a. Mol:
1 mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12 gam Cacbon 12.
b. Số Avogadro:
Số nguyên tử hay phân tử chứa trong 1 mol của mọi chất đều bằng nhau và gọi là số Avogadro NA
NA = 6,02.1023 mol-1
c. Khối lượng mol:
Khối lượng mol của một chất (ký hiệu µ) được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy.
d. Thể tích mol:
Thể tích mol của một chất được đo bằng thể tích của một mol chất ấy.
Ở điều kiện chuẩn (0oC, 1atm), thể tích mol của mọi chất khí đều bằng 22,4 lít/mol hay 0,0224 m3/mol.
4. Thuyết động học phân tử chất khí:
- Chất khí gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ (có thể coi như chất điểm).
- Các phân tử chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động nhiệt càng lờn.
- Giữa hai va chạm, phân tử gần như tự do và chuyển động thẳng đều.
- Khi chuyển động, các phân tử va chạm với nhau làm chúng bị thay đổi phương và vận tốc chuyển động, hoặc va chạm với thành bình tạo nên áp suất của chất khí lên thành bình.
II. Định luật Boyle – Mariotte
ĐịnhluậtBoyle–Mariotte:
Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số.
pV = hằng số

=…
III. Định luât charles – nhiệt độ tuyệt đối
1. Định luật Charles:
Với một lượng khí có thể tích không đổi thì áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t của khí như sau:


Trong đó
có giá trị như nhau đối với mọi chất khí, mọi nhiệt độ và bằng
độ-1.
Ở áp suất thấp, có thể coi khí thực như là khí lý tưởng.
2. Nhiệt độ tuyệt đối
- Nhịêt giai Kelvin là nhiệt giai trong đó không độ (0 K) tương ứng với nhiệt độ
-273oC và khoảng cách nhiệt độ1kelvin (1K) bằng khoảng cách 1oC.
- Nhiệt độ đo trong nhịêt giai Kelvin được gọi là nhiệt độ tuyệt đối, ký hiệu T.
T = t +273
- Trong nhiệt giai Kelvin, định luật Charles được viết như sau:


IV. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng. định luật gay lussac
1.Phương trình trạng thái khí lý tưởng:


Hay:


2. Định luật Gay Lussac: Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí.


V. Phương trình Clapeyron – Mendeleev:
Phương trình Clapeyron – Mendeleev:


Trong đó: R =8,31J/mol.K hằng số của các khí.
B. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Một chiếc lớp ô tô chứa không khí có áp suất 5at và ở nhiệt độ 250C. Khi xe chạy nhanh lốp xe tăng lên tới 500C. Tính áp suất không khí trong lốp xe lúc này.
Hướng dẫn giải:
- Ta có: T1 = 25 + 273 = 298K
T2 = 50 + 273 = 323K
Vì thể tích khí trong lốp xe là không đổi. Áp dụng định luật Sac – Lơ:



Thay số p1 = 5 bar, T2 = 323 K, T1 = 298 K
p2 =
(at)
Bài 2: Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phan Xi Pang cao 3140m. Biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10m thì áp suất khi quyển giảm 1mmHg. Nhiệt độ trên đỉnh núi là 20C. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 00C) là 1,29 (kg/m3)
Hướng dẫn giải:
Áp dụng phương trình trạng thái

0
P1 = p0 -


=




=0,75 (kg/m3)
Bài 3: Một cái hố sâu 15m dưới đáy hồ nhiệt độ của nước là 70C còn trên mặt hồ là 220C. Áp suất khí quyển là 1 atm. Một bọt không khí có thể tích 1 mm3 được nâng từ đáy hồ lên. Ở sát mặt nước, thể tích không khí là bao nhiêu cho biết khối lượng riêng của nước
= 1000 kg/m3 gia tốc trọng trường g = 9,