Bài giảng Vật lí 10 - Bài dạy 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài dạy 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

1. Nhúng Nhúngquả bóng quả bóng bàn bàn bẹp bị vàobẹp vào nước nóng, quả bóngnước phồng nóng thì lên nó sẽnhư như cũ. thế nào? 1 2 p ,V ,T p1 ,V1 ,T1 2 2 2 Các thông số trạng thái (1) có mối liên hệ gì với các Áp suất, thể tích, thông số trạng thái (2)? nhiệt độ của quả bóng bị thay đổi
2. II. I. Khí Phương IV. Độ III. Quá thực và trình không trình khí lí trạng thái tuyệt đẳng áp tưởng của khí lí đối tưởng
3. II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG Xét một khối khí xác định biến đổi trạng thái. Tìm liên hệ các thông số trạng thái (1) và trạng thái 2 TT TT TT 1 1’ 2 p1 V 1 p 2 V 2 Đẳng V1 V2 Đẳng tích = nhiệt V2 ’ TT P1 P1 12 P2 T Định luật T Định luật 1 1 hay Bôi-lơ-Ma-ri-ốt Sác-lơ T2 pV p1V1 = p’V2 (2 = const (1) ) T
4. Bài tập 1: BÀI TẬP MINH HỌA 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 Giải Trạng thái 1 Trạng thái 2 Áp dụng phương trình trạng p = 2atm thái khí lí tưởng, ta có: 1 p2 = 4atm V1 = 15 lít V2 = 12 lít p1V1 p 2 V 2 pV22 = =TT21 T1 = 273 + 27 = 300 K T = ? 2 TT12 pV11 4.12 =T 300 = 480K 2 2.15
5. 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 trong quá trình đẳng áp p .V p .V - Từ phương trình trạng thái 1 1 = 2 2 T1 T2 V V V 1 = 2 = = const - Khi p1= p2 thì : T1 T2 T => Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Định luật Gay-luy-xác
6. III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP 3. Đường đẳng áp: Đường biểu diễn sự biến V thiên của thể tích theo nhiệt p < p độ khí áp suất không đổi 1 2 gọi là đường đẳng áp. p2 - Đặc điểm: + Đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ trong hệ O tọa độ (V,T) T( k) + Đường ở trên ứng với áp suất nhỏ hơn đường ở dưới
7. BÀI TẬP MINH HỌA Bài tập 2: 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: Giải Trạng thái 1: 0 t1 = 273 C Vì áp suất không đổi, ta có: ->T1 = 546K VV 12 VT12 V1 = 10 lít = =V TT 2 12 T1 Trạng thái 2: 0 10.819 t2 = 546 C ->T = 819K Vl2 = =15( ) 2 546 V2 = ?
8. IV. “ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI” - Ý nghĩa : Khi T = 0 K => p = 0 và V = 0. Điều đó thực tế chỉ có thể gần đạt được mà thôi. Vì nếu đạt được thì vật chất ngừng hoạt động, nghĩa là trái với quy luật vận động của vật chất. - Nhiệt giai Ken-vin: Nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ 0 K gọi là “độ không tuyệt đối”. Các nhiệt độ trong nhiệt giai của Ken-vin đều có giá trị dương và mỗi độ chia trong nhiệt giai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiệt giai Xen-xi-út (Celsius). Không thể đạt tới 0 K và 0 K được gọi là độ không tuyệt đối.
9. Phương trình trạng thái khí lí tưởng m=const p1V1 p2V2 = T1 T2 T=const V=const p=const pV = const Hay p1V1=p2V2
10. Bài tập 3: Một lượng khí đựng trong một xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là 2 at, 15 lít, 300 K. Khi pit-tông nén khí, nhiệt độ của khí tăng lên tới 1470C, thể tích giảm còn 8 lít. Xác định áp suất của khí nén. Tóm tắt Áp dụng phương trình trạng thái Trạng thái 1: p1=2 at khí lí tưởng, ta có: V1=15 lít p1V1 p2V2 T1=300K. = T1 T2 Trạng thái 2: p2=? at V2=12 lít T2=420K Suy ra p2 = 5.25at
11. Bài tập 4: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm3 khí hidro ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 270C. Tính thể tích của lượng khí trên ở điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 00C ). Tóm tắt : Trạng thái 1 Trạng thái 2 p = 760 mmHg p1= 750 mmHg 2 3 V = ? V1= 40 cm 2 0 t = 00C => T = 0+273=273 K t1=27 C =>T1=27+273=300 K 2 2 Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng Lời Giải p .V p .V 1 1 = 2 2 T1 T2 pVT1 1 2 750 40 273 3 V2 == 36( cm ) pT21 760 300