Đối với khoa học vật lý nghiên cứu các đối tượng và hệ thống. Để có thể đo chuyển động, nhiệt độ và các đặc điểm vật lý khác của chúng. Trong đó, thì Quá trình đẳng nhiệt là gì? Chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu ở bài chia sẻ, dưới đây nhé!
Quá trình đẳng nhiệt là gì?
Quá trình đẳng nhiệt chính là một quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi. Sự truyền nhiệt vào hoặc ra khỏi hệ thống. Thì nó xảy ra rất chậm nên cân bằng nhiệt được duy trì.
Hay ta có thể hiểu một cách đơn giản: quá trình đẳng nhiệt là sự thay đổi nội năng, nhiệt năng và công. Mặc dù nhiệt của nó không đổi. Và trong một hệ thống hoạt động, để có thể duy trì được nhiệt độ đó bằng nhau.
Ví dụ, lý tưởng đơn giản là Chu trình Carnot, mô tả về cơ bản cách thức hoạt động của động cơ nhiệt bằng cách cung cấp nhiệt cho khí. Kết quả, khí sẽ được nở ra trong một xi lanh. Và đẩy một pit-tông để có thể thực hiện được một số công việc. Sau đó, nhiệt hoặc khí thì phải được đẩy ra khỏi xi lanh. Để chi trình nhiệt/ giãn nở tiếp theo có thể diễn ra. Và đây cũng là hiện tượng xảy ra bên trong động cơ xe hơi.
Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái
Với một trạng thái của một lượng khí. Thì nó được xác định thông qua 3 thông số. Nó bao gồm có: áp suất P, thể tích V và nhiệt độ tuyệt độ T. Và đây cũng là một trong những thông số trạng thái của chất khí. Và giữa các thông số trạng thái của một lượng khí. Thì có những mối liên hệ xác định.
Trong các quá trình tự nhiên, thì 3 thông số trên đều sẽ được thay đổi. Và chỉ cần một trong 3 thông số thay đổi. Thì trạng thái khí của nó cũng sẽ thay đổi theo. Quá trình thay đổi các thông số trạng thái, nó được gọi là quá trình biến đổi trạng thái khí. Còn đối với trường hợp 2, thì thông số sẽ biến đổi để 1 thông số được giữ nguyên. Và nó vẫn được diễn ra. Quá trình này được gọi là quá trình đẳng nhiệt.
Quá trình đẳng nhiệt là gì?
Quá trình đẳng nhiệt thì nó rất nhiều và đa dạng. Sự bay hơi của nước và không khí nó là một. Cũng như là sự sôi của nước ở một điểm sôi cụ thể. Ngoài ra, nó còn có nhiều sự phản ứng hóa học. Để có thể duy trì được trạng thái cân bằng nhiệt. Còn trong ngành sinh học, thì tương tác của một tế bào với những tế bào xung quanh. Thì nó cũng được gọi là một quá trình đẳng nhiệt.
Khi mà chúng thay đổi, thì nó sẽ cho một chất thay đổi trạng thái vật chất. Ngay cả khi nhiệt độ của nó vẫn không đổi. Vì vậy, sự bay hơi của nước khi nó đang sôi. Có nghĩa là nhiệt độ vẫn giữ nguyên được hệ thống thay đổi áp suất và thể tích. Điều này nó được biểu hiện bằng biểu đồ và hằng số. Thấy được sự ổn định ở dọc theo biểu đồ.
Định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt
Để có thể hiểu rõ hơn được định luật này, thì ta cùng nhau xem thí nghiệm dưới đây:
Thí nghiệm phân tích
Như ở hình trên, thì ta có thể thấy được việc sau:
Khi mà giảm thể tích của lượng khí, thì áp suất có thể tăng. Nhưng chúng ta không thể biết được mức độ cụ thể cho điều này. Vậy ta cần phải làm cách nào để có thể phát hiện sớm được công thức biểu thị mối quan hệ giữa các đại lượng này? Việc phát hiện có dễ dàng không?
Vậy ta cần sử dụng đến thí nghiệm trực quan. Và khi đó, ta có thể đo được những giá trị của áp suất. Với việc đo được thì yêu cần các thể tích đạt được những giá trị khác nhau. Và tất nhiên, thì nhiệt độ của nó cũng sẽ không thay đổi trong quá trình.
Phát biểu chính xác là gì?
Sau thí nghiệm, thì ta có thể thấy trong mối quan hệ đẳng nhiệt. Thì áp suất có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với thể tích.
Và ta có thể rút ra được điều sau:
Với cùng một nhiệt độ cố định, thì thể tích khí và áp suất sẽ là một hằng số.
Và từ đây, ta cũng có thể giúp ra được định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt:
“ Trong một quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định. Áp suất sẽ tỉ lệ nghịch với thể tích. Hay nói một cách khác, ở nhiệt độ không đổi, thì tích của áp suất và thể tích một lượng khí cũng không đổi”.
Đường đẳng nhiệt
Đường đẳng nhiệt thì nó còn được gọi là đường Hypebol trong Toán học. Và nó được biểu hiện như sau:
- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất trong một lượng khí theo thể tích. Nó được gọi là đường đẳng nhiệt.
- Và trong biểu đồ, thì hệ tọa độ (p, V). Đường đẳng nhiệt là đường hypebol
- Đường đẳng nhiệt ở trên thì nó được ứng với nhiệt độ cao hơn so với đường đẳng nhiệt ở dưới.
Ứng dụng của quá trình đẳng nhiệt là gì?
Như đã nói ở trên thì quá trình đẳng nhiệt xảy ra trong nhiều hệ thống. Và đa phần thì nó được sử dụng trong các loại động cơ nhiệt…
Trên thực tế, trong hệ thống khí nén quá trình nó sẽ có sự biến đổi của cả 3 đại lượng. Giúp xác định được chất khí là nhiệt độ, áp suất và thể tích. Trong khí nén, thì nhiệt độ tăng thì độ nén khí cũng tăng ( hay còn được gọi là công sinh ra chuyển thành nhiệt. Do một phần nội năng biến đổi).
Bài chia sẻ trên là những thông tin liên quan đến quá trình đẳng nhiệt là gì? Mà vandieukhienvn đã tổng hợp lại. Hy vọng những chia sẻ trên có thể đem lại những kiến thức bổ ích cho bạn trong đời sống.
Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết. Chúc bạn có một ngày tốt lành!
Xem thêm các sản phẩm: Van bướm gang điều khiển điện Haitima
