Tóm tắt
- Page ID
- 217676
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)Khí gây áp suất, là lực trên một đơn vị diện tích. Áp suất của một chất khí có thể được biểu thị bằng đơn vị SI của pascal hoặc kilopascal, cũng như trong nhiều đơn vị khác bao gồm torr, khí quyển và bar. Áp suất khí quyển được đo bằng phong vũ biểu; áp suất khí khác có thể được đo bằng một trong một số loại áp kế.
Hành vi của chất khí có thể được mô tả bằng một số định luật dựa trên các quan sát thực nghiệm về tính chất của chúng. Áp suất của một lượng khí nhất định tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó, với điều kiện là thể tích không thay đổi (định luật Amontons). Thể tích của một mẫu khí nhất định tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó ở áp suất không đổi (định luật Charles). Thể tích của một lượng khí nhất định tỷ lệ nghịch với áp suất của nó khi nhiệt độ được giữ không đổi (định luật Boyle). Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích bằng nhau của tất cả các chất khí chứa cùng một số phân tử (định luật Avogadro).
Các phương trình mô tả các định luật này là trường hợp đặc biệt của định luật khí lý tưởng, PV = nRT, trong đó P là áp suất của chất khí, V là thể tích của nó, n là số mol khí, T là nhiệt độ kelvin của nó, và R là hằng số khí lý tưởng (phổ quát).
Định luật khí lý tưởng có thể được sử dụng để suy ra một số phương trình thuận tiện liên quan đến các đại lượng đo trực tiếp với các tính chất quan tâm đối với các chất và hỗn hợp ở thể khí. Sự sắp xếp lại thích hợp của phương trình khí lý tưởng có thể được thực hiện để cho phép tính toán mật độ khí và khối lượng mol. Định luật Dalton về áp suất riêng phần có thể được sử dụng để liên hệ áp suất khí đo được đối với hỗn hợp khí với các thành phần của chúng. Định luật Avogadro có thể được sử dụng trong tính toán phân tích cho các phản ứng hóa học liên quan đến các chất phản ứng hoặc sản phẩm ở thể khí.
Các nguyên tử và phân tử ở thể khí di chuyển tự do và ngẫu nhiên trong không gian. Khuếch tán là quá trình theo đó các nguyên tử và phân tử ở thể khí được chuyển từ vùng có nồng độ tương đối cao sang vùng có nồng độ tương đối thấp. Tràn dịch là một quá trình tương tự trong đó các loài khí đi từ vật chứa sang chân không qua các lỗ rất nhỏ. Tốc độ tràn khí tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của mật độ của chúng hoặc với căn bậc hai của khối lượng nguyên tử/phân tử của chúng (định luật Graham).
Lý thuyết phân tử động học là một mô hình đơn giản nhưng rất hiệu quả giải thích hiệu quả hành vi khí lý tưởng. Lý thuyết giả định rằng các chất khí bao gồm các phân tử được phân tách rộng rãi có thể tích không đáng kể chuyển động liên tục, va chạm đàn hồi với nhau và các thành của vật chứa của chúng với tốc độ trung bình được xác định bởi nhiệt độ tuyệt đối của chúng. Các phân tử riêng lẻ của một chất khí thể hiện một loạt các tốc độ, sự phân bố của các tốc độ này phụ thuộc vào nhiệt độ của chất khí và khối lượng của các phân tử của nó.
Các phân tử khí có thể tích hữu hạn và chịu lực hút lẫn nhau. Do đó, hành vi của khí không nhất thiết phải được mô tả tốt bởi định luật khí lý tưởng. Trong điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ cao, các yếu tố này không đáng kể, phương trình khí lý tưởng là một mô tả chính xác về hành vi của khí, và chất khí được cho là thể hiện hành vi lý tưởng. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp hơn và áp suất cao hơn, cần phải điều chỉnh thể tích phân tử và lực hấp dẫn phân tử để tính đến kích thước phân tử hữu hạn và lực hấp dẫn. Phương trình van der Waals là một phiên bản sửa đổi của định luật khí lý tưởng có thể được sử dụng để giải thích cho hành vi không lý tưởng của chất khí trong những điều kiện này.