Hành trình khám phá
thế giới phân tử khí

Trong điều kiện nhiệt độ và lượng khí không đổi, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích:

pV = hằng số

Đây là một trong những cơ sở thực nghiệm quan trọng cho việc xây dựng phương trình trạng thái khí lí tưởng.

Liên hệ Vật lí 12: Khi nén khí đẳng nhiệt, thể tích giảm thì áp suất tăng.

Với một lượng khí xác định ở áp suất không đổi, thể tích tăng khi nhiệt độ tuyệt đối tăng:

V/T = hằng số

Cần ghi rõ rằng mốc khoảng 1787 thường chỉ thời điểm nghiên cứu được cho là đã thực hiện, không phải năm công bố chính thức.

Với lượng khí xác định và áp suất không đổi:

V/T = hằng số

Trong công thức, T là nhiệt độ tuyệt đối tính bằng kelvin. Không sử dụng trực tiếp nhiệt độ Celsius trong tỉ số này.

Đối với hỗn hợp khí lí tưởng, áp suất toàn phần bằng tổng áp suất riêng phần của các khí thành phần:

p = p₁ + p₂ + …

Đây là nội dung bổ trợ giúp hiểu hành vi của hỗn hợp khí, không phải một định luật độc lập về quan hệ p–V–T của một lượng khí đơn lẻ.

Ở cùng nhiệt độ và áp suất, thể tích khí tỉ lệ với số lượng phân tử khí:

V ∝ N

Ý tưởng này giúp liên hệ thể tích khí với lượng chất và góp phần hình thành khái niệm mol trong hóa học và vật lí.

Phương trình trạng thái khí lí tưởng hiện nay thường viết:

pV = nRT

Trong đó p là áp suất, V là thể tích, n là số mol, R là hằng số khí lí tưởng và T là nhiệt độ tuyệt đối. Công thức hiện đại là kết quả của quá trình phát triển khoa học qua nhiều giai đoạn.

Thuyết động học phân tử xem chất khí gồm nhiều phân tử chuyển động hỗn loạn. Áp suất có thể được giải thích từ sự va chạm của phân tử với thành bình.

Ở trạng thái cân bằng nhiệt, các phân tử không nhất thiết có cùng tốc độ; Maxwell mô tả sự phân bố tốc độ của chúng.

Liên hệ Vật lí 12: Nhiệt độ liên quan đến động năng chuyển động nhiệt trung bình của các phân tử khí.

Cách tiếp cận thống kê giúp liên hệ hành vi vi mô của các phân tử với những đại lượng vĩ mô như áp suất, nhiệt độ và năng lượng.

Thành tựu này góp phần đặt nền tảng cho cơ học thống kê hiện đại.