Bài giảng bài phương trình trạng thái của khí lí tưởng vật lý 10 (12)

TRẢ LỜI: • Định luật Bôi lơ-Ma ri ốt: + ND: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệ nghịch với thể tích... Trong quá trình này, cả nhiệt độ, thể tích và áp

KIỂM TRA BÀI CŨ:

VIẾT BIỂU THỨC ĐỊNH LUẬT BÔI

LƠ -MA RI ỐT VÀ ĐỊNH LUẬT SÁC

LƠ ?

TRẢ LỜI:

• Định luật Bôi lơ-Ma ri ốt:

+ ND: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệ nghịch với thể tích

+ BT : p ~ 1/V hay pV= hằng số

• Định luật Sác lơ:

+ ND: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối

+ BT: p/T = hằng số

2 Gọi tên các đẳng quá trình được biểu diễn trong các giản đồ sau:

 a) và b): Quá trình đẳng nhiệt

c) và d): Quá trình đẳng tích

V

p

O

a)

T

p

O

b)

T

p

O

c)

V

p

O

d)

Nhúng quả bóng bàn bẹp vào nước nóng, quả bóng phồng lên như

cũ

Trong quá trình này, cả nhiệt độ, thể tích và áp suất của một lượng khí chứa trong quả bóng đều thay đổi Vậy phải dùng phương trình nào để xác định mối liên hệ giữa

ba thông số của lượng khí này?

NỘI DUNG CHÍNH

I KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG

II PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

III QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP

IV ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI

V CỦNG CỐ

I KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG

Những thí nghiệm chính xác cho thấy

Khí thực chỉ tuân theo gần đúng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt và Sác –lơ

Chỉ có khí lí tưởng là tuân theo đúng các định luật

về chất khí đã học

Tuy nhiên sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không lớn ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường nên ta có thể áp dụng các định luật

về khí lí tưởng vào khí thực

II PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

p1 , V1 , T1

p’ , V2 , T1

( 1)

(1’)

p2 , V2 , ,T2

( 2)

p1 , V1 , T1

p’ , V2 , T1

( 1)

(1’)

C1 Lượng khí được chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 1’

bằng quá trình nào?

p1.V1 = p’.V2

p2 , V2 , ,T2

( 2)

C1 Lượng khí được chuyển từ trạng thái 1’ sang trạng thái 2 bằng quá trình nào? 2

' p p

T  T

2

1 2

'

T

T

p p

hay 

(I)

(II)

Thế (II ) vào (I) ta được:

2 1

2

p T

T



2 1

1V p 'V

2

2

1

'

T

p T

p



Ta có thể viết:

Từ hai pt

hay 1 1 2 2

pV

const

T 

p

O

p’

p 1

p 2

1

1’

2

T 1

T 2

Cung hypebol 1 - 1’ biễu diễn

quỏ trỡnh gỡ?

Đoạn thẳng 1’-2 biểu diễn quá trình gỡ?

Đây là đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trong

hệ tọa độ (p,V)

III QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP

1 Quá trình đẳng áp

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp

2 Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối

Từ phương trình:

Nếu p1 = p2 thì :

Vậy : Trong quá trình đẳng áp của lượng khí không đổi, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối

2

2 2 1

1 1

T

V p

T

V p



= = const

Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp

V

T(K)

p1

p2

p1 < p2

Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng áp là đường thẳng nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ

O

3 Đường đẳng áp

IV ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI

 Nhiệt giai KelVin là thang nhiệt độ bắt đầu từ 0 K

Câu 1: Hệ thức không phù hợp với phương

trình trạng thái khí lí tưởng là:

A. pV

T  Hằng số

C 1 1 2 2

p V p V

T  T D. pT

V  Hằng số

D

T

pV ~

B

Câu 2: Đồ thị bên diễn tả

O

V

1

2

3

p (Pa)

D Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng nhiệt

B Quá trình 1-2 là quá trình đẳng nhiệt

và quá trình 2-3 là quá trình đẳng tích

A Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các

quá trình đẳng tích

C Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và

quá trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt

C Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và

quá trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt

Câu 3: Một lượng khí đựng trong một xi-lanh có pit-tông chuyển động được Lúc đầu khí có thể tích 15 lít, nhiệt độ

270C và áp suất 2atm Khi pit-tông nén khí đến thể tích 12 lít thì áp suất khí tăng lên tới 4atm Nhiệt độ trong pit-tông lúc này là bao nhiêu?

Tóm tắt

Trạng thái 1

p1 = 2atm

V1 = 15 lít

T1 = 273 + 27 = 300 K

Trạng thái 2

p2 = 4atm

V2 = 12 lít

T2 = ?

Giải

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có:

2 2

2 1

1 1

p V

T T

p V

 

1 2 2

1 2

V p V

1

p



2

4.12

T 300

2.15

Câu 4:

Ở nhiệt độ 273 0C, thể tích của một lượng khí là 10 lít Tính thể tích của lượng khí đó ở 546 0C khi áp suất không đổi

Tóm tắt:

Trạng thái 1:

t1 = 2730C

->T1 = 546K

V1 = 10 lít

Giải

Vì áp suất không đổi, ta có:

Trạng thái 2:

t2 = 5460C

->T2 = 819K

V2 = ?

=

1 2 2

1

V T V

T

2

10.819

15 546

Một xi lanh có pít tông đóng kín chứa một khối khí ở nhiệt độ 27oC,

áp suất 750 mmHg Nung nóng khối khí đến nhiệt độ 195oC thì thể tích tăng gấp rưỡi.Tính áp suất của khối khí trong xi lanh lúc đó

• Tóm tắt:

• Trạng thái 1:

• p1=750mmHg

• V1

• t1 =27oC -> T1=300K

• Tr¹ng th¸i 2:

• p2=?

• V2= 1,5V1

• t2 =195oC -> T2 =468K

Giải: Áp dụng phương trình trạng thái ta có:

2

2 2 1

1 1

T

V p T

V

780

750

5 , 1 300

468

1

1 2

1 2 1

1 2 2

mmHg V

V p

p V T

V

T p







Câu 5:

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI VÀ CÁC ĐẲNG QUÁ TRÌNH

Phương trình trạng thái

2

2 2

1

1 1

T

V p

T

V

V

p

T

T

Quá trình đẳng áp

p1=p2

Quá trình đẳng tích

V1=V2

Quá trình đẳng nhiệt

T1=T2

2 T 1 T 2

V 1

V



2

1 2

1

T

T p

p



p1V1 = p2V2

T

p

p

V

T

p

T

p

Chào tạm

biệt!