Hai ngăn khí có vách di động: cùng áp suất nhưng mol không trộn

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

Vách kín không cho phân tử đi qua, nên n của từng ngăn giữ riêng. Vách không ma sát cân bằng khiến hai áp suất bằng nhau, không bắt buộc hai nhiệt độ hoặc hai lượng khí bằng nhau.

Bình cứng tổng3L được chia thànhA:1L vàB:2L. Ban đầu cả hai có100kPa,300K, cùng loại khí lí tưởng. Vách kín di động không ma sát, cách nhiệt giữa hai ngăn; đunA tới600K, giữB ở300K bằng bộ điều nhiệt, chờ cân bằng cơ học. Các lượng khí riêng không đổi.

Ban đầu n_B/n_A=2 vì p,T bằng nhau vàV_B gấp2. Cuối cùng p_A=p_B=p_f, nên V_A/V_B=(n_AT_A)/(n_BT_B)=600/(2·300)=1. Tổng thể tích3L cho V_A=V_B=1,5L.

Từ ngănA: p_f=100·1·600/(300·1,5)=133,33kPa. Kiểm riêng ngănB:100·2·300/(300·1,5)=133,33kPa, khớp. B bị nén dù nhiệt độ giữ300K; bộ điều nhiệt có thể lấy nhiệt, không đồng nghĩa ngănB đoạn nhiệt.

Tự luyện: nếu cảA vàB cùng600K, tỉ số thể tích trở lại1:2, nênA1L,B2L, áp suất chung200kPa. Hai nhiệt độ cuối bằng nhau chưa khiến hai thể tích bằng nhau: lượng khí ban đầu khác.

Không cộng n rồi coi cả hệ có một nhiệt độ chung khi các bộ điều nhiệt đang giữ hai T khác nhau. Không dùng kết quả mở van của hai bình cứng: ở đó phân tử đi qua van, còn ở đây vách truyền lực vàdịch chuyển nhưng giữ riêng n. Nếu vách kẹt hoặc có lực lò xo, điều kiện p_A=p_B phải sửa theo cân bằng lực. Chọn mô hình cơ học vàđường trao đổi chất trước công thức giúp tránh nhầm giữa những hình bình chứa trông gần giống nhau.

Đọc tiếp: Phương trình khí lí tưởng · Số mol và phân tử.