Bài 8. Mô hình động học phân tử chất khí

Khí lí tưởng: Là mô hình chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm, không tương tác với nhau (trừ khi va chạm), và va chạm đàn hồi.

Khí thực: Chất khí tồn tại trong thực tế, có tương tác giữa các phân tử. Ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất thấp, khí thực gần như khí lí tưởng.

Đặc điểm khí lí tưởng:

• Kích thước phân tử rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng
• Không có thế năng tương tác, chỉ có động năng
• Va chạm đàn hồi

Các giả thuyết cơ bản:

1. Chất khí gồm các phân tử riêng biệt
2. Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng
3. Các phân tử va chạm đàn hồi với thành bình và với nhau
4. Thể tích phân tử không đáng kể so với thể tích bình

Nhiệt độ: Đặc trưng cho chuyển động hỗn loạn của các phân tử. Nhiệt độ càng cao, vận tốc trung bình của phân tử càng lớn.

Khối lượng mol (M): Khối lượng của 1 mol chất, đơn vị kg/mol

Số mol (n): $$n = \frac{m}{M} = \frac{N}{N_A}$$

Trong đó:

• m: khối lượng chất (kg)
• N: số phân tử
• N_A = 6,022.10²³ mol⁻¹: số Avogadro

Thể tích riêng (V): Thể tích của khối khí, đơn vị m³

Áp suất (p): Lực tác dụng lên đơn vị diện tích, đơn vị Pa (1 atm = 101325 Pa)

Nhiệt độ (T): Nhiệt độ tuyệt đối, đơn vị K (K = °C + 273)

$$pV = nRT$$

Hoặc: $$pV = N k_B T$$

Trong đó:

• p: áp suất (Pa)
• V: thể tích (m³)
• n: số mol
• R = 8,314 J/(mol.K): hằng số khí
• T: nhiệt độ tuyệt đối (K)
• k_B = 1,38.10⁻²³ J/K: hằng số Boltzmann