Bài giảng Vật lí 10 - Bài 30: Quá trình đẳng tích - Định luật Sác - Lơ - Nguyễn Văn Phúc

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài 30: Quá trình đẳng tích - Định luật Sác - Lơ - Nguyễn Văn Phúc

1. TRƯỜNG THPT GIA VIỄN Giáo viên: Nguyễn Văn Phúc Môn: Vật lí 10.
2. ÔN LẠI KIẾN THỨC CŨ Câu 1: Thế nào là quá trình đẳng nhiệt? Phát biểu và viết hệ thức định luật Bôi lơ – Ma riôt? - Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt - Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. p~1/V hay pV=hằng số Câu 2: Đường biểu diễn nào sau đây gọi là đường đẳng nhiệt? p p p V 0 V 0 V 0 V 0 T A) B) C) D)
3. Hiện tượng 1 Tại sao khi chế tạo bóng đèn (đèn sợi đốt) người ta nạp đầy khí trơ ở áp suất thấp? Hiện tượng 2 Lốp xe bơm căng để ngoài nắng có thể bị nổ. Tại sao? Đèn sợi đốt Bài học hôm nay có thể cho các em giải thích được nhiều hiện tượng như trên
4. - Tải sao nồi áp suất luôn phải có van an toàn. - Tải sao Lốp xe bơm căng không nên để ngoài trời nắng.
5. Làm thế nào để mở nút chai mà không chạm vào chai?
6. Bài 30. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH - ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ I. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH Quá trình biến đổi trạng thái khí khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. 7
7. I. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH Thí nghiệm này cho phép ta rút ra nhận xét gì về mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ khi thể tích không đổi? Khi đưa xi lanh vào trong nồi nước 8
8. II.ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ 1.Thí nghiệm: Dụng cụ thí nghiệm : - Áp kế - Nhiệt kế - Xilanh chứa một lượng khí - Pittông cố định - Chậu nước nóng - Giá đỡ 9
9. Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH – ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ II. ĐỊNH LUẬT SÁC - LƠ 1. Thí nghiệm KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM C1:Hãy tính các giá trị của p/T ở Lần P T P/T bảng trên. Từ đó đo mmHg (K) rút ra mối liên hệ 1 giữa p và T trong 780 305 2,56 quá trình đẳng 2 812 315 2,58 tích 3 826 322 2,56 4 840 329 2,55 5 858 335 2,56 PP 12 Tỉ số P xấp xỉ bằng nhau hay bằng hằng số TT T 12 10
10. Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH – ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ II. ĐỊNH LUẬT SÁC - LƠ 2. Định luật Sác-lơ: a. Định luật: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. b. Biểu thức: P = hằng số T P ~ T TT1: p1; V1; TT2: p2; V2. PP Ta có biểu thức: 12= TT12 11
11. Bài 30. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH - ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ Ví dụ Bài tập số 7/162 SGK. Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 30oC, và áp suất 2 bar. (1 bar = 10^5 Pa). Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi ? Trạng thái 1: Trạng thái 2: 0 t1 = 30 C ➔ T1 = t1 +273 = 303K p2 = 2p1 p1 = 2bar T2 = ? Bài giải Vì thể tích khí không đổi nên ta có thể áp dụng ĐL Sác-lơ: p1 p2 p2T1 2 p1T1 = T2 = = = 2T1 = 606 K T1 T2 p1 p1 12
12. Bài 30. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH-ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ III. ĐƯỜNG ĐẲNG TÍCH Dựa vào số liệu cho ở bảng kết quả thí nghiệm, các em hãy vẽ đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối trong hệ trục tọa độ (p,T ). Em có nhận xét gì Lần P T mmHg (K) về dạng đồ thị vừa đo nhận được ? 1 780 305 2 812 315 3 826 322 4 840 329 5 858 335 13
13. Bài 30. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH-ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ III. ĐƯỜNG ĐẲNG TÍCH P (mmHg) 858 840 826 812 780 T(K) O 305 315 322 329 335 Nhận xét Đồ thị là một đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ. 14
14. Bài 30. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH-ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ III. ĐƯỜNG ĐẲNG TÍCH p V1 - Đường đẳng tích là V1 < V2 đường biểu diễn sự biến V thiên của áp suất theo nhiệt 2 độ tuyệt đối khi thể tích T(K) 0 không đổi. - Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ. Chứng minh V1 < V2 ? 15
15. p p1 V1 p2 V2 T(K) T1= T2 Theo hình vẽ ta có: T1 = T2 .Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt p1 p2 p1V1 = p2V2 = . Mà p1 > p2 suy ra V1 < V2 (đpcm). V2 V1 16
16. TÓM TẮT KIẾN THỨC 1. Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi. 2. Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối: P = hằng số T 3. Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
17. Giải thích hiện tượng 1. Tại sao khi chế tạo bóng đèn (đèn sợi đốt) p người ta nạp đầy khí trơ ở áp suất thấp? Trả lời: Khí trơ là loại khí không tạo sự phản ứng với kim loại, nên dùng khí trơ sẽ làm Đèn sợi đốt "tuổi thọ" của sợi đốt tăng cao. Khi đèn sáng nhiệt độ của sợi đốt tăng cao, làm áp suất chất khí trong bóng tăng mạnh, lúc này khí trơ áp suất thấp sẽ giúp làm cân bằng với áp suất không khí bên ngoài để không bị vỡ.
18. Giải thích hiện tượng 2. Lốp xe bơm căng để ngoài nắng có thể bị nổ. Tại sao? Trả lời Khi để lốp xe ngoài nắng nhiệt độ khí trong xăm tăng làm áp suất tăng theo nếu lốp xe được bơm căng trước có thể bị nổ.
19. - Tải sao nồi áp suất luôn phải có van an toàn. - Tải sao Lốp xe bơm căng không nên để ngoài trời nắng.
20. Làm thế nào để mở nút chai mà không chạm vào chai?
21. VẬN DỤNG Các em hãy giải các bài tập sau
22. Câu 1. Quá trình biến đổi trạng thái trong đó thể tích được giữ không đổi gọi là quá trình: A. Đẳng nhiệt. B. Đẳng tích. C. Đẳng áp. D. Đoạn nhiệt. Câu 2. Quá trình nào sau đây có liên quan tới định luật Saclơ. A. Qủa bóng bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên như cũ. B. Thổi không khí vào một quả bóng bay. C. Đun nóng khí trong một xilanh hở. D. Đun nóng khí trong một xilanh kín.
23. Câu 3: Trong hệ trục tọa độ (p,T),đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích? C p B A. Đường hypebol B. Đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ p0 C. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ D A T(K) D. Đường thẳng cắt trục P tại điểm p = p0. 0 24
24. Câu 4: Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật sac-lơ? A. P ~ T B. P ~ t C . P = hằng số T p p D. 1 = 2 T1 T2
25. Câu 5: Khi làm nóng một lượng khí đẳng tích thì: Áp suất khí không đổi B. Số phân tử trong một đơn vị thể tích không đổi. C. số phân tử khí trong một đơn vị thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ. D. số phân tử khí trong một đơn vị thể tích giảm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ. Câu 6: Một khối khí lí tưởng nhốt trong bình kín. Tăng nhiệt độ của khối khí từ 1000C lên 2000C thì áp suất trong bình sẽ: A. Có thể tăng hoặc giảm B. tăng lên hơn 2 lần áp suất cũ C. tăng lên ít hơn 2 lần áp suất cũ D. tăng lên đúng bằng 2 lần áp suất cũ T1 = 100+ 273 =373 K; T2 =200+ 273 =473 K T2/ T1 = 473/373 = 1,26 < 2 (p2= 1,26 p1 )
26. Câu 7: Cho đồ thị p – T biểu diễn hai đường đẳng tích của cùng một khối khí xác định như hình vẽ. Đáp án nào sau đây biểu diễn đúng mối quan hệ về thể tích: p V2 A. V1 > V2 B. V1 < V2 C. V1 = V2 D. V1 ≥ V2 V1 ` T(K )
27. Câu 8: Một khối khí ở 70C đựng trong một bình kín có áp suất 1atm. Đun nóng đẳng tích bình đến nhiệt độ bao nhiêu để khí trong bình có áp suất là 1,5 atm: 40,50C B. 4200C C. 1470C D. 870C Trạng thái 1 Trạng thái 2 T1 = 280K T2 = ? P1 = 1 atm P2 = 1,5atm Theo ĐL Sác – lơ p1 p 2 p 2. T 1 1,5.280 0 = →TKC2 = = =420 = 147 TTP1 2 1 1
28. Câu 9: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ, khi đèn sáng nhiệt độ của bóng đèn là 400oC, áp suất trong bóng đèn bằng áp suất khí quyển 1atm. Áp suất khí trong bóng đèn khi đèn chưa sáng ở 22oC là A. 0,5 atm. B. 0,44 atm. C. 0,525atm. D. 0,7 atm. Trạng thái 1 Trạng thái 2 T1 = 295K T2 = 673K P1 = ? P2 = 1atm Theo ĐL Sác – lơ p1 p 2 p 2. T 1 1.295 = →p1 = = = 0,44 atm TTT1 2 2 673
29. Câu 10: Một bình nạp khí ở nhiệt độ 330C dưới áp suất 300kPa. Tăng nhiệt độ cho bình đến nhiệt độ 370C đẳng tích thì độ tăng áp suất của khí trong bình là: A. 4,0 kPa B. 304kPa C. 5 kPa D. 4,32kPa Trạng thái 1 Trạng thái 2 T1 = 306K T2 = 310K P1 = 300kPa ∆P Theo ĐL Sác – lơ p1 p 2 p 1. T 2 300.310 = →p2 = = = 304 kPa TTT1 2 1 306 p = p21 − p =304 − 300 = 4 kPa
30. Câu 11: Nếu nhiệt độ khi đèn tắt là 250C, khi đèn sáng là 3230C thì áp suất khí trơ trong bóng đèn khi sáng tăng lên là: A. 12,92 lần B. 10,8 lần C. 2 lần D. 1,5 lần Trạng thái 1 Trạng thái 2 T1 = 298K T2 = 596K p2/p1 Theo ĐL Sác – lơ pT596 22= = = 2 pT11298
31. Câu 12. Đun nóng đẳng tích một khối khí lên 20oC thì áp suất khí tăng thêm1/40 áp suất khí ban đầu. tìm nhiệt độ ban đầu của khí. Giải - Gọi p1, T1 là áp suất và nhiệt độ của khí lúc đầu - Gọi p2, T2 là áp suất và nhiệt độ khí lúc sau Với p2 = p1 + p1 /40= 41p1/40 T2 = T1 + 20 Theo định luật Sác – lơ p p p. T p .( T + 20) 1= 2 →TKC = 1 2 = 1 1 =800 = 5270 1 41p T1 T 2 p 2 1 40
32. Cảm ơn các em đã chú ý lắng nghe ! Chúc các em luôn chăm ngoan, học giỏi