Bi giảng Vật lý đại cơng
Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn
Viện Vật lý kỹ thuật
Trờng ĐH Bách khoa H nội
• Tμi liÖu tham khaá:
1. Physics Classical and modern
Frederick J. Keller, W. Edward Gettys,
Malcolm J. Skove
McGraw-Hill, Inc. International Edition 1993.
2. R. P. Feymann
Lectures on introductory Physics
3. I. V. Savelyev
Physics. A general course, Mir Publishers 1981
4. P. M. Fishbane, S. G. Gasiorowicz, S. T.
Thornton
Physics for scientists and engineers. Pearson and
Prentice Hall; 2005,1996, 1993.
5. Vật lý đại cơng các nguyên lý v ứng dụng,
tập I, III. Do Trần ngọc Hợi chủ biên
http://nsdl.exploratorium.edu/
Ti liệu học chính thức: Vật lý đại cơng:
Dùng cho khối các trờng ĐH kỹ thuật công
nghiệp (LT&BT). NXB Giáo Dục.
Tập I : Cơ học, Nhiệt học.
Tập II: Điện từ học, Dao động v sóng cơ, Dao
động v sóng điện từ.
Tập III: Quang, Lợng tử, VL nguyên tử, hạt
nhân, chất rắn.
Cáchhọc: Lên lớp LT: nghe giảng, ghi bi.
Về nh: Xem lại bi ghi, hiệu chỉnh lại cùng ti
liệu -> Lmbitậpởnh.

cần NC bản chất cấu tạo phân tử.)
Giải quyết vấn đề thực tế tốt.
Đ1. Nh
ữ
ng đặc t
r

ng cơ bản
của khí lý tởngcổđiển
Hệ nhiệt động: gồm nhiều phân tử/nguyên
tử (hoặc nhiều vật)
Môi trờng xung quanh gồm các ngoại vật.
Hệcôlập: Không tơng tác, không trao đổi
Nhiệt & Công với môi trờng.
Cô lập nhiệt, cô lập cơ.
Thông số trạng thái: L các tính chất đặc
trng của hệ.
Đại lợng vật lý p, m, T,V l các th.số tr.th
Các thôn
g
số t
r
ạ
n
g
thái: Đ
ộ
cl
ậ
p

đơn vị
Nhiệt độ: đại lợng đặc trng cho độ nóng,
lạnh.
Đo bằng nhiệt kế (Đo nhiệt độ bằng cách đo một
đại lợng vật lý biến thiên theo nhiệt độ:
ví dụ: độ cao cột thuỷ ngân, suất điện động).
Nhiệt độ tuyệt đối (K-Kelvin), nhiệt độ Bách
phân (
0
C -Celsius):
TK = t
o
C + 273,16
Nhiệt độ Fahrenheit
oo
32Ct
5
9
)F(T +=
Đ2. Phơng t
r
ì
nh t
r
ạng th
á
ic
ủ
akh
í

2. Phơng trình trạng thái khí lý
tởng:
1 mol khí lý tởng có 6,023.10
23
(số Avogadro)
phân tử với m=

kg tuân theo ĐL Clapayron-
Mendeleev:
pV=RT
* TÝnh khèi l−îng
riªng cña khèi khÝ:
V=1 >
T
pV
T
Vp
T
Vp
2
22
1
11
==
RT
p
V
m μ
==ρ
RT

===
T
1
p
1
v
1
p
1
’
Chøng minh:
p
V
Dïng 2 ®−êng ®¼ng nhiÖt cña 1 khèi khÝ:
p
2
v
2
p’
1
V
2
T
1
+(®¼ng tÝch)-> p
2
V
2
T
2

r>15.10
-10
m (điều kiện bình thờng) Bỏ qua lực
tơng tác.
Các phân tử khí chiếm 1/1000 thể tích.
* Chuyển động Brown: Hỗn loạn không ngừng.
Trong Khí: Honton hỗn loạn;
Lỏng: dao động + dịch chuyển;
Rắn: Dao động quanh vị trí cố định;
Đ3. Thuyết động học phân tử
a. Các chất cấu tạo gián đoạn v gồm một số lớn
các phân tử.
b. Các phân tử chuyển động hỗn loạn không
ngừng. Cờng độ chuyển động phân tử biểu hiện
nhiệt độ của hệ.
c. Kích thớc phân tử rất nhỏ so với khoảng cách
giữa chúng. Có thể coi phân tử l chất điểm
trong các tính toán.
d. Các phân tử không tơng tác, chỉ va chạm
theo cơ học Newton.
a,b đúng với mọi chất; c,d chỉ đúng với khí LT.
2. Nội dung của thuyết động học phân tử:
v
1
v
2
S- phần diện tích thnh-đáy trụ,
t -thời gian va đập; v.t-chiều cao trụ
Số phân tử chứa trong trụ: n=n
0


=
3. Phơng trình cơ bản của
thuyết động học phân tử:
* Thiết lập ptrình cơ bản: áp suất do
lực va chạm của ftử lên thnh bình:
S
(v
1
=v=v
2
)
= Svmn
3
1
2
00
2
00
vmn
3
1
p =
Xung lợng lực do 1 ftử:ft=|m
0
v
2
-m
0
v

p
0
2
0
0
2
00
===
W
Wn
3
2
p
0
=
N2
RT3
Vn
RT
2
3
W
V
RT
Wn
3
2
p
0
0

số phân tử trong 1mol
k=R/N=1,38.10
-23
j/K Hằng số Boltzmann
* Động năng tịnh tiến trung bình tỷ lệ
với nhiệt độ tuyệt đối của khối khí.
* T l số đo cờng độ chuyển động hỗn loạn của
các phân tử của hệ > chuyển động nhiệt.
* Các phân tử chuyển động không ngừng ->
T0K
3. Vận tốc căn quân phơng:

===
RT3
m
kT3
vv
0
2
c
Dới cùng một áp suất v nhiệt độ mọi chất khí
đềucócùngmậtđộphântử.
ở điều kiện tiêu chuẩn: số Loschmidt
kT
p
kT
2
3
2
p3

các phân tử + W dao động cuả các nguyên tử.
Bỏ qua tơng tác -> Nội năng của khí lý tởng
bằng tổng động năng của các phân tử.
Bậc tự do i l số toạ độ xác
định các khả năng chuyển
động của phân tử trong
không gian
W
tp
= W
tịnh tiến
+ W
quay
z
x
y
Phân tử đơn nguyên tử có i=3
3 toạ độ x, y, z xác
đinh 3 chuyển
động tịnh tiến
Ph©n tö gåm ba nguyªn tö: i=6
3 bËc tÞnh tiÕn (x,y,z) +3 bËc quay (ϕ, θ, ψ).
x
z
y
x
z
y
Ph©n tö gåm hai nguyªn tö:
3 tÞnh tiÕn (x,y,z) + 2 bËc

Biểu thức tính nội năng: Của một mol l của N
phân tử:
R=kN; i -số bậc tự do
Của khối khí khối lợng m kg:
Với điều kiện chuẩn
hoá

===
iii
i
ii
vPv
n
n
vn
n
1
v
n
n
P
i
i
=
1
n
n
P
i
i

dv)v(nFdn
=
kT2
vm
2
2
0
ev.const)v(F
−
=
0
xs
m
kT2
v =
2
3
0
kT2
m
4
const
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
π
=

m
kT8
vdv)v(Fv
==


0
0
22
m
kT3
dvv)v(Fv
c
v v
<
<
xs
v
F(v)
v
F(v)dv l xác suất phân tử có vận tốc trong
khoảng (v, v+dv).
Vận tốc trung bình:
Vận tốc căn quân phơng:
T
1
< T
2
v
xs1