Bài 7: đo tỉ số nhiệt dung phân tử của chất khí | Tài liệu môn thí nghiệm vật lý 1 Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh

1. Nêu khái niệm khí lý tưởng? Khí lý tưởng là một loại 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;  2. Nêu định nghĩa nhiệt dung, nhiệt dung riêng, nhiệt dung mol, Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

9 5 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Thí nghiệm vật lý 1 (PHYS111202)

Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

4 trang 3 tuần trước

Tác giả:

Profile Lê Kim Dung
BÀI 7: ĐO TỈ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT KHÍ
1. Nêu khái niệm khí lý tưởng?
Khí lý tưởng là một loại 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.
2. Nêu định nghĩa nhiệt dung, nhiệt dung riêng, nhiệt dung mol
- Nhiệt dung là một đại lượng vật lý có thể đo được bằng tỷ lệ nhiệt
được thêm vào (hoặc giảm đi) của một vật thể với sự thay đổi nhiệt
độ.
- Nhiệt dung riêng của một chất là một đại lượng vật lý có giá trị bằng
nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất đó để làm tăng
nhiệt độ lên 1 °C.
Công suất nhiệt mol là công suất nhiệt trên một đơn vị lượng (đơn vị
SI: mol) của một chất nguyên chất và công suất nhiệt cụ thể, thường
được gọi là nhiệt dung riêng, là công suất nhiệt trên một đơn vị khối
lượng của vật liệu.
3. Phân biệt nhiệt dung mol đẳng tích C và nhiệt dung mol đẳng C
V P
- Cv là nhiệt dung tính trong quá trình biến đổi mà thể tích của hệ
không đổi.
- Cp là nhiệt dung tính trong quá trình biến đổi mà áp suất của hệ
không đổi.
4. Nêu khái niệm số bậc tự do của phân tử. Phân tử đơn nguyên tử, lưỡng nguyên tử, đa nguyên
tử có số bậc tự do bằng bao nhiêu
- -Số bậc tự do của một phân tử là số lượng hướng tự do mà phân tử đócó thể di chuyển
hoặc xoay trong không gian. Nó liên quan chặt chẽ đến cấu trúc và động học của phân tử,
và thường được sử dụng để tính toánnăng lượng và các tính chất nhiệt động của chất
- Bậc tự do đơn nguyên tử: f=3
- Bậc tự do lưỡng nguyên tử: f=5
- Bậc tự do đa nguyên tử: f=6
5. Nêu 2 công thức tính tỉ số nhiệt dung phân tử?
- γ = Cp/Cv
- γ = 1 +f/2
6. Khí sử dụng trong bài này là khí gì? Giá trị tỷ số nhiệt dung phân tử của chất khí trong bài này ở
trạng thái lý tưởng bằng bao nhiêu? Giải thích
- Không khí là hỗn hợp của khí nitơ (N ) và khí ôxy (O ), với một tỉ lệ khá cố định giữa hai ₂ ₂
thành phần này. γ của không khí ở trạng thái lýtưởng là khoảng 1.4. Điều này có nghĩa là nhiệt
dung đẳng áp của khôngkhí khoảng 1.4 lần nhiệt dung đẳng tích của nó.
- Giải thích: giá trị tỉ số nhiệt dung phân tử (γ) của một chất khí trongtrạng thái lý tưởng (hoặc
gần trạng thái lý tưởng) được xác định bởicông thức: γ= CV/CP hoặc γ= 1+ f/2
7. Phân biệt quá trình đẳng nhiệt và quá trình đoạn nhiệt.
Đẳng nhiệt :
- Đặc điểm: Trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ của hệ thống được duy trì ổn định mà
không có sự thay đổi. Nhiệt độ của hệ thống không thay đổi trong suốt quá trình.
- Điều kiện; Quá trình đẳng nhiệt diễn ra khi hệ thống tiếp xúc với một nguồn nhiệt hoặc
bị tiếp xúc với một môi trường có nhiệt độ không đổi.
Đoạn nhiệt:
- Đặc điểm: Trong quá trình đoạn nhiệt,nhiệt độ của hệ thống thay đổi. Hệ thống nhận hoặc
mất nhiệt độ theo thời gian, dẫn đến sự biến đổi của nhiệt độ
8. Trình bày sơ lược các bước tiến hành thí nghiệm
Lúc đầu, vặn khoá K sang vị trí 1-1 để nối thông bình với áp kế và bơm. Dùng bơm để bơm
không khí vào bình làm tăng dần áp suất trong bình đến giá trị ổn định H0 là áp suất khí quyển
bên ngoài, H là độ chênh lệch áp suất của không khí trong bình so với áp suất khí quyển bên
ngoài. Các đại lượng H0 và H được tính theo độ cao cột nước (mmH2O). Tiếp đó, vặn khoá K
sang vị trí 2 để không khí phụt nhanh ra ngoài cho tới khi áp suất khí trong bình giảm tới giá trị
bằng Ho, rồi lạivặn khoá K về vị trí 1. Sau khi đóng khóa K ta sẽ thấy áp suất chất khí trong bình
tăng lên từ từ và đạt đến giá trị ổn định
8. Tại sao trong bài thí nghiệm, sau khi nén khí và xả khí phải chờ một lúc để cột áp kế ổn định?
Trong bài thí nghiệm nén và xả khí, việc chờ một lúc sau khi nén khí hoặc xả khí là để đảm bảo
rằng cột áp kế đã đạt đến trạng thái ổn định trước khi tiến hành đo lường. Cột áp kế cần thời gian
để đáp ứng và điều chỉnh với sự thay đổi trong áp suất khí. Khi khí được nén, áp suất trong hệ
thống sẽ tăng lên đột ngột. Trong khi đó, khi khí được xả, áp suất sẽ giảm xuống. Trong cả hai
trường hợp,cột áp kế cần một khoảng thời gian để phản ứng và đạt đến giá trị áp suất ổn định
mới. Nếu không chờ đợi đủ lâu để cột áp kế ổn định, kết quả đo lường có thể không chính xác
hoặc biến động. Điều này có thể dẫn đến sai số trong dữ liệu thu thập và ảnh hưởng đến tính
chính xác và đáng tin cậy của kết quả thí nghiệm. Do đó, việc chờ một khoảng thời gian sau khi
nén hoặc xả khí là quan trọng để đảm bảo rằng áp kế đã đạt đến trạng thái ổn định và đo lường
có thể được thực hiện một cách chính xác.
| 1/4
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

BÀI 7: ĐO TỈ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT KHÍ
1. Nêu khái niệm khí lý tưởng?
Khí lý tưởng là một loại 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.
2. Nêu định nghĩa nhiệt dung, nhiệt dung riêng, nhiệt dung mol
- Nhiệt dung là một đại lượng vật lý có thể đo được bằng tỷ lệ nhiệt
được thêm vào (hoặc giảm đi) của một vật thể với sự thay đổi nhiệt độ.
- Nhiệt dung riêng của một chất là một đại lượng vật lý có giá trị bằng
nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất đó để làm tăng nhiệt độ lên 1 °C.
Công suất nhiệt mol là công suất nhiệt trên một đơn vị lượng (đơn vị
SI: mol) của một chất nguyên chất và công suất nhiệt cụ thể, thường
được gọi là nhiệt dung riêng, là công suất nhiệt trên một đơn vị khối lượng của vật liệu.
3. Phân biệt nhiệt dung mol đẳng tích CV và nhiệt dung mol đẳng CP
- Cv là nhiệt dung tính trong quá trình biến đổi mà thể tích của hệ không đổi.
- Cp là nhiệt dung tính trong quá trình biến đổi mà áp suất của hệ không đổi.
4. Nêu khái niệm số bậc tự do của phân tử. Phân tử đơn nguyên tử, lưỡng nguyên tử, đa nguyên
tử có số bậc tự do bằng bao nhiêu -
-Số bậc tự do của một phân tử là số lượng hướng tự do mà phân tử đócó thể di chuyển
hoặc xoay trong không gian. Nó liên quan chặt chẽ đến cấu trúc và động học của phân tử,
và thường được sử dụng để tính toánnăng lượng và các tính chất nhiệt động của chất -
Bậc tự do đơn nguyên tử: f=3 -
Bậc tự do lưỡng nguyên tử: f=5 -
Bậc tự do đa nguyên tử: f=6
5. Nêu 2 công thức tính tỉ số nhiệt dung phân tử? - γ = Cp/Cv - γ = 1 +f/2
6. Khí sử dụng trong bài này là khí gì? Giá trị tỷ số nhiệt dung phân tử của chất khí trong bài này ở
trạng thái lý tưởng bằng bao nhiêu? Giải thích
- Không khí là hỗn hợp của khí nitơ (N ) và khí ôxy (O ), với một tỉ lệ
₂ khá cố định giữa hai ₂
thành phần này. γ của không khí ở trạng thái lýtưởng là khoảng 1.4. Điều này có nghĩa là nhiệt
dung đẳng áp của khôngkhí khoảng 1.4 lần nhiệt dung đẳng tích của nó.
- Giải thích: giá trị tỉ số nhiệt dung phân tử (γ) của một chất khí trongtrạng thái lý tưởng (hoặc
gần trạng thái lý tưởng) được xác định bởicông thức: γ= CV/CP hoặc γ= 1+ f/2
7. Phân biệt quá trình đẳng nhiệt và quá trình đoạn nhiệt. Đẳng nhiệt : -
Đặc điểm: Trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ của hệ thống được duy trì ổn định mà
không có sự thay đổi. Nhiệt độ của hệ thống không thay đổi trong suốt quá trình. -
Điều kiện; Quá trình đẳng nhiệt diễn ra khi hệ thống tiếp xúc với một nguồn nhiệt hoặc
bị tiếp xúc với một môi trường có nhiệt độ không đổi. Đoạn nhiệt: -
Đặc điểm: Trong quá trình đoạn nhiệt,nhiệt độ của hệ thống thay đổi. Hệ thống nhận hoặc
mất nhiệt độ theo thời gian, dẫn đến sự biến đổi của nhiệt độ
8. Trình bày sơ lược các bước tiến hành thí nghiệm
Lúc đầu, vặn khoá K sang vị trí 1-1 để nối thông bình với áp kế và bơm. Dùng bơm để bơm
không khí vào bình làm tăng dần áp suất trong bình đến giá trị ổn định H0 là áp suất khí quyển
bên ngoài, H là độ chênh lệch áp suất của không khí trong bình so với áp suất khí quyển bên
ngoài. Các đại lượng H0 và H được tính theo độ cao cột nước (mmH2O). Tiếp đó, vặn khoá K
sang vị trí 2 để không khí phụt nhanh ra ngoài cho tới khi áp suất khí trong bình giảm tới giá trị
bằng Ho, rồi lạivặn khoá K về vị trí 1. Sau khi đóng khóa K ta sẽ thấy áp suất chất khí trong bình
tăng lên từ từ và đạt đến giá trị ổn định
8. Tại sao trong bài thí nghiệm, sau khi nén khí và xả khí phải chờ một lúc để cột áp kế ổn định?
Trong bài thí nghiệm nén và xả khí, việc chờ một lúc sau khi nén khí hoặc xả khí là để đảm bảo
rằng cột áp kế đã đạt đến trạng thái ổn định trước khi tiến hành đo lường. Cột áp kế cần thời gian
để đáp ứng và điều chỉnh với sự thay đổi trong áp suất khí. Khi khí được nén, áp suất trong hệ
thống sẽ tăng lên đột ngột. Trong khi đó, khi khí được xả, áp suất sẽ giảm xuống. Trong cả hai
trường hợp,cột áp kế cần một khoảng thời gian để phản ứng và đạt đến giá trị áp suất ổn định
mới. Nếu không chờ đợi đủ lâu để cột áp kế ổn định, kết quả đo lường có thể không chính xác
hoặc biến động. Điều này có thể dẫn đến sai số trong dữ liệu thu thập và ảnh hưởng đến tính
chính xác và đáng tin cậy của kết quả thí nghiệm. Do đó, việc chờ một khoảng thời gian sau khi
nén hoặc xả khí là quan trọng để đảm bảo rằng áp kế đã đạt đến trạng thái ổn định và đo lường
có thể được thực hiện một cách chính xác.