TRẠNG THÁI TÍNH CHẤT CỦA VẬT CHẤT

Chương 0

TRẠNG THÁI - TÍNH CHẤT
CỦA VẬT CHẤT

1


Nội dung
1.1. Các trạng thái của vật chất
1.2. Tính chất của vật chất

2


1.1. Các trạng thái của vật chất

KHÍ
Hóa
hơi

LỎNG

Ngưng
tụ

Thăng
hoa
Đông
đặc

Ngưng
kết

RẮN

Nóng
chảy
3


1.1. Các trạng thái của vật chất

RẮN
- Hình dạng xác định
- Thể tích xác định

Các phân tử chỉ dao động ở những vị
trí xác định & chuyển động quanh vị trí
cân bằng.
Tồn tại lực hút phân tử rất mạnh giữa
các phân tử cùng loại (cohesive force)

4


1.1. Các trạng thái của vật chất

LỎNG

Các phân tử không bị giam giữ ở 1 vị

trí cân bằng.
Các phân tử ở rất gần nhau và được

- Hình dạng không
xác định
- Thể tích xác định

ràng buộc với nhau bởi lực hút giữa
các phân tử cùng loại.
Lực tương tác giữa các phân tử cùng
loại này không quá mạnh (so với chất
rắn)  cho phép dịch chuyển từ nơi
này sang nơi khác trong chất lỏng.
5


1.1. Các trạng thái của vật chất

KHÍ
- Hình dạng không
xác định
- Thể tích không
xác định

Lực tương tác giữa phân tử rất yếu.
Các phân tử ở rất xa nhau, chuyển
động tự do, liên tục hỗn loạn với vận
tốc tăng theo nhiệt độ.

Tốc độ và chiều chuyển động của các

phân tử sẽ thay đổi khi chúng va chạm
vào nhau, va chạm vào thành bình
6


1.1. Các trạng thái của vật chất

KHÍ

Ion
hóa

PLASMA

Deion
hóa
Phần lớn vật chất ở dạng ion.

7


1.2. Tính chất của vật chất
• Áp suất P
Lực tác dụng theo hướng vuông góc với
đối tượng trên một đơn vị diện tích bề mặt
Đơn vị Áp suất P [Pa]
1Pa = 1N/m2
1bar = 105Pa = 100kPa
1atm = 101,325kPa
1atm = 760Torr = 760mmHg

8


1.2. Tính chất của vật chất
• Áp suất P (tt)
Áp suất thủy tĩnh:

P = gh

P: Áp suất P [Pa]
 : Khối lượng riêng (kg/m3)
g: gia tốc trọng trường (m/s2)
h: chiều cao mực chất lỏng (m)

9


1.2. Tính chất của vật chất
• Áp suất P (tt)
Đo áp suất khí:

10


1.2. Tính chất của vật chất
• Thể tích (dung tích)
Lượng không gian mà vật chiếm
Hình

Thể tích

Hộp chữ
nhật

abc

Cầu

4πr3/3

Nón
Trụ tròn

πr2h/3
πr2h

Lăng trụ
đứng

Sh

Bất kỳ

A(h).dh

Ghi chú
a,b,c : chiều dài 3
cạnh
r : bán kính

Đơn vị Thể tích [m3]

r : bán kính đáy, h :
chiều cao.

1lít = 1 dm3 = 1/1000 m3
1ml = 1/1000 lít

S : diện tích đáy,
h : chiều cao.
h: một chiều bất kỳ;
A(h): diện tích thiết
diện vuông góc với
chiều h.

11


1.2. Tính chất của vật chất
• Thể tích (dung tích) (tt)

12


1.2. Tính chất của vật chất
• Nhiệt độ
Đại lượng đo mức độ nóng lạnh của vật chất
Đơn vị Nhiệt độ
[oC]: Celsius

[K] : Kelvin
[oF] : Fahrenheit

[K] = 273,15 + [oC]
[oF] = 32 + 1,8.[oC]
13


1.2. Tính chất của vật chất
• Nhiệt độ (tt)
Ví dụ : Hàm lượng nước trong thực phẩm:
Thực phẩm

Hàm lượng nước (% KL)

Thịt

65-75

Sữa

87

Trái cây/rau

70-90

Nước
(nước đá)

0 oC

Nước
(lỏng)

100 oC

Nước
(hơi)

14


1.2. Tính chất của vật chất
Khí lý tưởng
Chất khí tưởng tượng chứa các hạt giống nhau có
kích thước vô cùng nhỏ so với thể tích của khối
khí và không tương tác với nhau, chúng chỉ va
chạm đàn hồi với tường bao quanh khối khí.
– Các phân tử khí lý tưởng được xem như là
các chất điểm và không có thể tích riêng
– Lực tương tác giữa các phân tử khí có thể bỏ
qua
15


1.2. Tính chất của vật chất
Khí Lý Tưởng- Định luật Boyle
Với một lượng xác định chất khí ở nhiệt độ
không đổi thì thể tích khí tỉ lệ nghịch với áp

suất tuyệt đối của khí

PV = const

16


1.2. Tính chất của vật chất
Khí Lý Tưởng- Định luật Charle
Với một lượng xác định chất khí ở áp suất
không đổi thì thể tích khí tỉ lệ thuận với
nhiệt độ tuyệt đối (K).

V = const.T

17


1.2. Tính chất của vật chất
Khí Lý Tưởng- Nguyên tắc Avogadro
Ở áp suất, nhiệt độ không đổi thì với cùng
một thể tích khí sẽ chứa cùng số lượng các
phân tử khí.

V = const.n

18


1.2. Tính chất của vật chất

Khí Lý Tưởng- Phương trình trạng thái

PV =n.R.T
Giá trị R
8,314
0,082
1,986

Đơn vị
J.K−1.mol−1
L.atm.K−1.mol−1
cal.K−1.mol−1

R: hằng số khí

19


1.2. Tính chất của vật chất
Khí Lý Tưởng- Định luật Dalton
Áp suất tạo thành của một hỗn hợp các KLT có thể
tích V chính là áp suất tổng gây nên bởi từng loại khí
có mặt trong thể tích V đó.

P = Pi
Với: n = ni
Phần mol

ni
xi 

n

(Pi: áp suất phần khí i trong hỗn hợp)

ni RT
Pi 
V

Pi = xiP
20


1.2. Tính chất của vật chất
Khí thực
Khí thực không tuân theo chính xác
phương trình trạng thái Khí Lý Tưởng
Hệ số nén:

PVm
Z
RT

(Vm: thể tích 1 mol)

Khí Lý Tưởng: Z = 1 ; Khí thực: Z  1

21


1.2. Tính chất của vật chất

Khí thực
* Ở P rất thấp, tất cả các
khí có Z  1

PVm
RT

* P cao, các khí có Z > 1
lực tương tác giữa các
phân tử là lực đẩy. Các
phân tử rất khó bị nén.
* P trung bình, hầu hết các
khí có Z < 1  lực tương
tác giữa các phân tử là lực
hút. Các phân tử dễ bị nén.
22


1.2. Tính chất của vật chất
Khí thực

Giản đồ P-Z của một
số khí

23


1.2. Tính chất của vật chất
Khí thực
Phương trình trạng thái:

B C
PVm RT (1 
 2  ...)
Vm Vm
PVm RT (1  B' P  C ' P 2  ...)
B, C, B’, C’: là hệ số thực,
phụ thuộc T

Giản đồ P – V của khí CO2
24


1.2. Tính chất của vật chất
Khí thực
Phương trình Van der Waals:

nRT
P

V  nb

n
a 
V 

2

Hoặc

RT
a
P
 2
Vm  b Vm

(a,b: là hệ số thực nghiệm)

Khí

a (atm.L2.mol-2)

b (102 L.mol-1)

Ar

1,363

3,219

CO2

3,640

4,267

He

0,057

2,370

N2

1,408

3,913
25