Chuong vi gian do trang thai

GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI

HỆ MỘT CẤU TỬ

• Trạng thái của một cấu tử có thể biểu diễn qua 3 biến số P, T

và V (hoặc C - nồng độ).

• Đối với những hệ đơn giản, ví dụ khí lý tưởng, sự phụ thuộc

lẫn nhau giữa các thông số này có thể biểu diễn bằng một

phương trình gọi là phương trình trạng thái. Trong trường hợp

chung, phương trình trạng thái không được biết, vì vậy biện

pháp duy nhất là bằng thực nghiệm người ta thiết lập nên sự

phụ thuộc đó và xây dựng thành giản đồ gọi là giản đồ trạng

thái.

1. Giản đồ trạng thái

• Giản đồ thể tích.Ta bắt đầu khảo sát trường hợp đơn giản

nhất là khí lý tưởng. Phương trình trạng thái khí lý tưởng PV

= RT có thể viết dưới dạng tổng quát:

P = f(V,T)

biểu thị áp suất là một hàm của thể tích và nhiệt độ. Mối liên

hệ giữa 3 biến số P, V, T xác định trạng thái của hệ khí lý

tưởng có thể biểu diễn bằng giản đồ trạng thái 3 chiều (giản

đồ thể tích) như hình 1.

Hình 1. Tương quan giữa các biến số P, V, T đối

với khí lý tưởng

• Tập hợp 3 giá trị P, V, T xác định trạng thái của hệ

được biểu diễn bằng một điểm trên giản đồ (điểm biểu

diễn). Khi P, V, T biến đổi thì điểm biểu diễn vẽ thành

mặt biểu diễn trạng thái của hệ mà trong trường hợp

này là một mặt cong. Nếu ta cắt mặt cong này bằng

một mặt phẳng thẳng góc với trục T (T=const) thì vết

cắt sẽ là một đường đẳng nhiệt có dạng hipecbôn

biểu thị định luật Boyle PV = const.

• Đối với khí thực, đường biểu diễn P = P(V) ở T= const

không còn có dạng hypecbôn như trường hợp khí lí

tưởng, mà ở những nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới

hạn, trên đường biểu diễn có đoạn nằm ngang

(P=const) ứng với quá trình ngưng tụ hơi thành lỏng.

Hình 2. Các đường đẳng nhiệt V-P của CO2

theo

các dữ liệu thực nghiệm