TRƯỜNG THPT PHÚ NHUẬN BỘ MÔN VẬT LÝ KHỐI LỚP 10 TUẦN 5+ 6+7 HK2 GV biên soạn Lê Thị Mỹ Phước PHIẾU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC CHƯƠNG V CHẤT KHÍ CHỦ ĐỀ 1 CẤU TẠO CHẤT THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ I[.]
TRƯỜNG THPT PHÚ NHUẬN BỘ MÔN: VẬT LÝ KHỐI LỚP: 10 TUẦN: 5+ 6+7 HK2 GV biên soạn: Lê Thị Mỹ Phước PHIẾU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC CHƯƠNG V CHẤT KHÍ CHỦ ĐỀ 1: CẤU TẠO CHẤT THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ I Tính chất chất khí Chất khí có tính chất đặc biệt sau + Bành trướng + Dễ nén + Có khối lượng riêng nhỏ II Cấu tạo chất - Ở thể khí, lực tương tác phân tử yếu nên phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn - Ở thể rắn, lực tương tác phân tử mạnh nên giữ phân tử vị trí cân xác định, làm cho chúng dao động xung quanh vị trí - Ở thể lỏng, lực tương tác phân tử lớn thể khí nhỏ thể rắn, nên phân tử dao động xung quanh vị trí cân di chuyển III Thuyết động học phân tử chất khí Khí lí tưởng 1) Nội dung thuyết động học phân tử chất khí + Chất khí cấu tạo từ phân tử có kích thước nhỏ so với khoảng cách chúng + Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động nhanh nhiệt độ chất khí cao + Khi chuyển động hỗn loạn, phân tử va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình 2) Khí lí tưởng Theo quan điểm cấu trúc vi mơ, chất khí phân tử coi chất điểm tương tác va chạm gọi khí lí tưởng CHỦ ĐỀ 2: CÁC ĐỊNH LUẬT CỦA CHẤT KHÍ Q TRÌNH ĐẲNG NHIỆT – ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH – ĐỊNH LUẬT CHARLES I Trạng thái trình biến đổi trạng thái 1) Trạng thái lượng khí xác định thông số trạng thái lượng khí đó, gồm : + thể tích V + áp suất p + nhiệt độ tuyệt đối T 2) Qúa trình biến đổi trạng thái Một lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái trình biến đổi trạng thái, gọi tắt q trình Những q trình có hai ba thông số biến đổi gọi đẳng trình + Qúa trình đẳng nhiệt + Qúa trình đẳng áp + Qúa trình đẳng tích II/ Q trình đẳng nhiệt Định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ơt (Boyle – Mariotte) + Quá trình đẳng nhiệt trình biến đổi trạng thái nhiệt độ không đổi + Định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ơt: Trong q trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích p∼ V pV = số hay p1V1 = p2V2 = … = số + Đường đẳng nhiệt đường biểu diễn biến thiên áp suất theo thể tích nhiệt độ không đổi Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng nhiệt đường hypebol Ý nghĩa: Những điểm nằm đường đẳng nhiệt có nhiệt độ Hai đường biểu diễn khác nhiệt độ khác + Đường đẳng nhiệt hệ tọa độ (p,T) (V,T) p V III/ Q trình đẳng tích Định luật Sác-lơ (Charles) T tích khơng đổi làOq trình đẳng tích + Q trình Obiến đổi trạng thái thể T + Định luật Sác-lơ: Trong q trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối p∼T p T = số + Đường đẳng tích đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ thể tích khơng đổi Trong hệ trục tọa độ (p, T) đường đẳng tích đường thẳng mà kéo dài qua gốc tọa độ Ý nghĩa: s Những điểm nằm đường đẳng tích tích s Hai đường biểu diễn khác Thể tích khác + Đường đẳng tích hệ tọa độ (V,T) p (p,V) V O V O T PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP ĐỊNH LUẬT GAY - LUSSAC I/ Khí thực khí lí tưởng - Khí thực tuân theo gần định luật chất khí định luật Boyle - Mariotte Charles - Khí lí tưởng tuân theo định luật chất khí định luật Boyle - Mariotte Charles II/ Phương trình trạng thái khí lý tưởng: Một lượng khí chuyển từ trạng thái (p1 V1, T1) sang trạng thái (p2 V2, T2) phương trình trạng thái khí lí tưởng p1V1 p 2V2 = T1 T2 hay Độ lớn số phụ thuộc vào khối lượng khí pV T = số III/ Quá trình đẳng áp Định luật Gay - Lussac + Q trình biến đổi trạng thái áp suất khơng đổi trình đẳng áp + Trong trình đẳng áp lượng khí định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối V T = số hay V1 V2 = T1 T2 + Đường đẳng áp đường biểu diễn biến thiên thể tích theo nhiệt độ áp suất khơng đổi + Trong hệ trục tọa độ (V, T) đường đẳng áp đường thẳng mà kéo dài qua gốc tọa độ Ý nghĩa: s Những điểm nằm đường đẳng áp có áp suất s Hai đường biểu diễn khác Áp suất khác + Đường đẳng áp hệ tọa độ (p,V) p (p,T) p O V O LUYỆN TẬP 1/ Các công thức cần nhớ Phương trình trạng thái khí lý tưởng p1V1 p 2V2 = T1 T2 Các đẳng trình: Đẳng nhiệt: T1 = T2 → p1V1 = p2V2 T Đẳng tích: V1 = V2 → Đẳng áp: p = p2 → p1 p = T1 T2 V1 V2 = T1 T2 T (K) = 273 + t ( C) 2/ Những lưu ý khí làm tập: Nhớ đổi đơn vị cho: p1, p2 phải đơn vị V1, V2 phải đơn vị Đổi đơn vị nhiệt độ: từ t (0C) T (K) Khối khí điều kiện tiêu chuẩn nghĩa t = 0C, p = atm 760 mmHg + Chuyển đổi đơn vị: N/m2 = Pa atm = 760 mmHg atm = 1,013.105 Pa bar = 10 Pa at = 9,81.104 Pa lít = 1dm Torr = mmHg = 133,3 Pa 1cc = 1ml 3/ Bài tập minh họa Bài Khí nén đẳng nhiệt từ thể tích lít đến lít, áp suất khí tăng lên atm Tính áp suất khí lúc đầu? Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 = ? T1 = T2 p2 = atm TT1 V1 = lít TT2 V2 = lít T1 T2 Giải: Vì T1 = T2 Áp dụng định luật Boyle - Mariottte p1V1 = p2V2 = p1 = atm Bài Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích lít đến thể tích lít thấy áp suất tăng lên thêm lượng ∆p = 40 kPa Tính áp suất ban đầu khí Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 = ? TT1 T1 = T2 V1 = lít TT2 T1 Giải: Vì T1 = T2 Áp dụng định luật Boyle - Mariottte p2 = p1 + ∆p V2 = lít T2 p1V1 = p2V2 = (p1 + ∆p)V2 p1 = ∆p.V2 V1 − V2 = 80 kPa Bài 3: Một lượng khí xác định 0oC có áp suất po Cần đun nóng chất khí (trong bình kín) lên độ để áp suất tăng lên lần? Hướng dẫn giải Tóm tắt: p = p0 V1 = V p2 = p0 TT1 V1 TT2 V2 t1 = 00C T1 = 273K T2 = ? Giải: Vì bình kín nên V1 = V2 Áp dụng định luật Charles p1 T1 = p2 T2 T2 = p2 T p1 = 819K Bài 4: Xác định nhiệt độ lượng khí chứa bình kín, áp suất khí tăng thêm 0,4% áp suất ban đầu khí nung nóng lên độ Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 V1 = V2 p2 = p1 + 0.4% p1 = 1,004 p1 TT1 V1 TT2 V2 T1 = ? T2 = T1 +1 Giải: Vì bình kín nên V1 = V2 Áp dụng định luật Charles p1 T1 = p2 T2 T1 = p1 T p2 = 250 K Bài 5: Ở nhiệt độ 2730C thể tích lượng khí 10 lít Thể tích lượng khí 546 0C áp suất không đổi nhận giá trị sau đây? Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 p1 = p2 p2 TT1 V1 = 10 lít TT2 V2 = ? t1 = 273 C T1 = 546K t2 = 5460C T2 = 819K Giải: Đây trinh đẳng áp nên V1 V2 = T1 T2 V2 = V1T2 T1 = 15 (lít) Bài 6: Chất khí xilanh động nhiệt có áp suất 0,8.10 Pa nhiệt độ 500C Sau nén, chất khí có áp suất 7.10 Pa thể tích khí giảm lần Tính nhiệt độ khí cuối qúa trình nén Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 = 0,8.105 Pa p2 = 7.105 Pa TT1 V1 TT2 V2 = 1/5 V1 = 0.2 V1 t1 = 500C T1 = 3230K T2 = ? 0K t2 = ? 0C Giải: Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: p1V1 p 2V2 = T1 T2 T2 = p 2V2T1 7.10 5.0,2V1 323 = p1V1 0,8.10 5.V1 T2 = 565,25 0K Bài 7: Một lượng khí áp suất atm, nhiệt độ 27 oC chiếm thể tích lít Biến đổi đẳng tích tới nhiệt độ 327oC, sau đó, biến đổi đẳng áp lượng khí này, biết nhiệt độ trình đẳng áp tăng thêm 120oC Tìm áp suất thể tích khí sau biến đổi Biểu diễn q trình biến đổi khí đồ thị (p, V) Hướng dẫn giải Tóm tắt p1 = atm V1 = V2 p2 p = p3 p3 = ? TT1 V1 = lít TT2 V2 = lít TT3 V3 = ? T1 = 300 K T2 = 600 K T3 = T2 +120 = 720K Giải: Vì V1 = V2 Áp dụng định luật Charles p1 T1 = p2 T2 p2 = p1 T T1 = atm = p3 Vì p2 = p3 nên trình đẳng áp V2 V3 = T T V3 = V2T3 T2 = (lít) Bài 8: Một khối khí lý tưởng tích V 1= 10 (l) áp suất p1= 2atm nhiệt độ T1 = 300K biến đổi qua hai trình : Quá trình : đẳng nhiệt đến áp suất p2= 1atm Quá trình : đẳng áp, nhiệt độ tăng thêm 10% Tìm thể tích cuối khối khí ? Hướng dẫn giải Tóm tắt TT1 p1 = atm V1 = 10 lít T1 = 300 K T1 = T2 p2 = atm TT2 V2 T2 = 300 K p = p3 TT3 Giải: Vì T1 = T2 Áp dụng định luật Boyle - Mariottte p1V1 = p2V2 = V2 = 20 (lít) Vì p2 = p3 nên trình đẳng áp V2 V3 = T T V3 = V2T3 T2 = 22 (lít) p3 = ? V3 = ? T3=T2 +10%T2 = 330K ... có áp suất 0,8 .10 Pa nhiệt độ 500C Sau nén, chất khí có áp suất 7 .10 Pa thể tích khí giảm lần Tính nhiệt độ khí cuối qúa trình nén Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 = 0,8 .105 Pa p2 = 7 .105 Pa TT1 V1... = 0C, p = atm 760 mmHg + Chuyển đổi đơn vị: N/m2 = Pa atm = 760 mmHg atm = 1,013 .105 Pa bar = 10 Pa at = 9,81 .104 Pa lít = 1dm Torr = mmHg = 133,3 Pa 1cc = 1ml 3/ Bài tập minh họa Bài Khí nén... Ở nhiệt độ 2730C thể tích lượng khí 10 lít Thể tích lượng khí 546 0C áp suất không đổi nhận giá trị sau đây? Hướng dẫn giải Tóm tắt: p1 p1 = p2 p2 TT1 V1 = 10 lít TT2 V2 = ? t1 = 273 C T1 =