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

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

1. Nhắc lại kiến thức ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ-MA-RI-ỐT (T=const) pV = Hằng số p1 ,V1 ,T Hay: p2 ,V2 ,T pV1 1= p 2 V 2 P Đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (P,V T 2 > T1 )là đường hypebpol T O 1 V
2. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ (V=const) p = Hằng số T Hay: p1 ,V ,T1 pp p2 ,V ,T2 12= TT12 p Đường đẳng tích V1<V2 trong hệ tọa độ (P,T ) là đường V2 thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ. O T(K)
3. KIỂM TRA BÀI CŨ Dựa vào đồ thị nêu tên các quá trình biến đổi trạng thái ? Đồ thị nào biểu diễn quá trình đẳng tích ? P P O O T(K) H1 V H2
4. 1. Hoàn thành phát biểu sau: • Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất với nhiệt độ tuyệt đối. Tỉ lệ thuận
5. 2. Hệ thức nào sau đây không phù hợp với định luật Bôi-lơ – Mari-ốt? 1 1 p ~ V ~ pV~ p2 V 2= pV 1 1 • A. V B.p C. D. ➔ c
6. 3. Gọi tên các đẳng quá trình được biểu diễn trong các giản đồ sau: p p p p V T T V O O O O a) b) c) d) a) và b): Quá trình đẳng nhiệt. c) và d): Quá trình đẳng tích.
7. II. Phương I. Khí thực trình trạng III. Qúa IV. Độ và khí lí thái của trình đẳng không tưởng khí lí áp tuyệt đối tưởng
8. I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG -Khí thực là chất khí tồn - Khí lí tưởng là chất khí tại trong thực tế (oxi,nitơ, trong đó các phân tử được cacbonic ) coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm - chỉ tuân theo gần đúng - tuân theo đúng các định các định luật Bôi-lơ Ma- luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt và ri-ốt và Sác-lơ. Sác-lơ. - Ở điều kiện thông thường có thể coi gần đúng khí thực là khí lí tưởng khi không yêu cầu độ chính xác cao.
9. p V p V II. PHƯƠNG TRÌNH1 TRẠNG1= THÁI 2 CỦA 2 (1) KHÍ LÍ TƯỞNG TT 1 12 2 p1,T1, V1 p2,T2, V2 pV = hằng số (2) T Độ lớn của hằng số phụ thuộc vào khối lượng khí . Phương trình trạng thái của khí lí tưởng (hay phương trình Cla – pê - rôn)
10. 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 p V p V pV V2 = 12 lít 1 1 2 2 22 = =TT21 T = 273 + 27 = 300 K 1 T2 = ? TT12 pV11 4.12 =T 300 = 480(K) 2 2.15
11. III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP 1. Quá trình đẳng áp: là quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi áp suất không đổi 2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng ápp VVV p V V 1 112= 2 2 = = Từ TT= (1) hằng số hay T ~ V 12T TT12 TrongNếu quáquá trìnhtrình đẳng1 áp-2 củalà đẳng một lượngáp. Khi khí đónhất, nhiệt định, độthể tích tỉ lệ thuận vớiphụ nhiệtthuộc độ vàotuyệt thểđối.tích (Địnhnhư luậtthế Gaynào-Lussac)? 3. Đường đẳng áp: - Đường biểu diễn sự biến thiên của thể V tích theo nhiệt độ khí áp suất không đổi p1 p2 (p1<p2<p3 ) gọi là đường đẳng áp. - Đường đẳng áp là đường thẳng kéo p3 dài đi qua gốc tọa độ trong hệ tọa độ (V,T) O T
12. IV. “ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI” • 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.
13. HỆ THỐNG KIẾN THỨC p1V1 p2V2 m không đổi = T1 T2 V1 =V2 T1 =T2 p1 =p2 V1 V2 p1V1 = p2V2 = T1 T2
14. Bài tập 1: Đồ thị bên diễn tả p (Pa) A. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng tích. 2 B. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng nhiệt và quá trình 2-3 là quá trình đẳng tích. C. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và 1 3 quá trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt. O V D. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng nhiệt.
15. 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 Vì áp suất không đổi, ta có: t1 = 273 C Ét iup ->T = 546K VV12 VT 1 = =V 12 TT 2 V1 = 10 lít 12 T1 Trạng thái 2: t = 5460C 10.819 2 Vl2 = =15( ) ->T2 = 819K 546 V2 = ?
16. II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG - Xét một lượng khí xác định: 2’ Trạng thái P 2’ ’ P2 , V1,T2 Trạng thái 1 Trạng thái 2 P1 1 p1, V1,T1 p2, V2,T2 2 T2> T1 P2 Trạng thái 1’ 1’ ’ T1 P1 , V2,T1 V O 1 V2 V
17. Củng cố vận dụng CÂU 1: Đối với một lượng khí xác định thì quá trình nào là đẳng áp? A. Nhiệt độ không đổi, thể tích tăng CB. Nhiệt độ không đổi, thể tích giảm C. Nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ D. Nhiệt độ giảm, thể tích tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ
18. Củng cố vận dụng D
19. Củng cố vận dụng CÂU 3: Đồ thị bên diễn tả p (pa) quá trình: 2 A. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng tích. 3 CB. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng nhiệt và 1 quá trình 2-3 là quá trình đẳng tích. C. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và quá O V trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt. D. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng nhiệt.
20. Bài tập vận dụng: 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, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 at, thể tích giảm còn 12 lít. Xác định nhiệt độ của khí nén. Tóm tắt Trạng thái 1: p1=2 at V1=15 lít T1=300K. Trạng thái 2: p2=3,5 at V2=12 lít T2=?
21. TRÒ CHƠI Ô CHỮ 1 K H Í T H Ự C 2 H Y P E B O L 3 D N É N 4 V A C H Ạ M 5 I L T Ư Ở N G 6 N H I Ệ T Đ Ộ
22. Câu 1: chất khí tồn tại trong thực tế như oxi, cacbon là khí gì? K H Í T H Ự C K H Í T H Ự C
23. Câu 2: đường đẳng nhiệt có dạng là đường gì? H Y P E B O L K H Í T H Ự C H Y P E B O L
24. Câu 3: đây là một tính chất vật lí của chất khí? K H Í T H Ự C D Ễ N É N H Y P E B O L D Ễ N É N
25. Câu 4: chất khí trong đó các phân tử được coi chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi . Là khí khí lí tưởng K H Í T H Ự C V A C H Ạ M H Y P E B O L D Ễ N É N V A C H Ạ M
26. Câu 5: đây là khí tuân theo định luật bôi-lơ-ma-ri-ốt và và định luật sac-lơ K H Í T H Ự C H Y P E BB OO LL D Ễ N ÉÉ NN V AA CC HH ẠẠ MM K H IÍ LL ÍÍ TT ƯƯ ỞỞ NN GG N H I Ệ T Đ Ộ K H I L Í T Ư Ở N G
27. Câu 6: là tính chất vật lý của vật chất, hiểu nôm na là thang đo độ "nóng" và "lạnh K HH Í TT HH ỰỰ CC H Y PP E BB OO LL D Ễ N ÉÉ NN V AA CC HH ẠẠ M N H I Ệ T Đ Ộ K H IÍ LL Í TT ƯƯ ỞỞ NN GG N HH II ỆỆ TT ĐĐ ỘỘ
28. ĐÁP ÁN 1 KK H Í T H Ự C 2 HH YY PP EE B O L 3 DD Ễ NN É N 4 VV A C H Ạ M 5 K H I L Í T Ư Ở N GG 6 NN H I Ệ T Đ Ộ