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

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

1. VẬT LÝ 10 BÀI 31: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
2. Nhắc lại kiến thức cũ 1. Quá trình đẳng tích? - Là quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí, trong đó thể tích được giữ không thay đổi. 2. Định luật Charles (Sác-Lơ): Phát biểu, công thức của định luật? - Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. p p p - Công thức: p ~ T ⟺ = const ⟺ 1 = 2 T T1 T2 3. Đồ thị
3. I. Khí thực và khí lýThế tưởng. nào là Khí thực là các khíkhí tồn lý tại tưởng? trong thực tế như khí Ô-xi, khí Ni-tơ, khí Cac-bo-nic
4. II. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng. Mối liên hệ giữa p, V, T Xét một khối khí khilý tưởng tất cả chúng đang ởđều trạng thái 1 (p1,V1 , T1) thay đổi? chuyển sang trạng thái 2 (p2, V2, T2) ′ Từ (1) sang (1’) là quá trình đẳng nhiệt với T1 = T1 ′ ′ ′ V1 p1V1 = p1V1  p1 = ′ p1 V1 ′ Từ (1’) sang (2) là quá trình đẳng tích với V1 = V2 V1 ′ p1 p2 p1 V2 p2V2 p1V1 = ′ =  = (*) T2 T1 T1 T2 T1 pV Biểu thức (*) hay viết cách khác = const T Gọi là PTTT của khí lý tưởng
5. Vd: Một cái bơm chứa 100 cm3 không khí ở nhiệt độ 27oC và áp suất 105 Pa. Tính áp suất không khí trong bơm khi không khí bị nén xuống còn 20 cm3 và nhiệt độ tăng tới 39oC. 5 3 (1): p1 = 10 Pa, V1 = 100 cm ; T1 = 273 + 27 = 300 K 3 (2): V2 = 20 cm ; T2 =273 + 39 = 312 K; p2 = ? Từ phương trình trạng thái của khí, ta tính được áp suất khí lúc sau: p2V2 p1V1 V1 T2 =  p2 = p1 T2 T1 V2 T1 105.100.312 Thế số: p = = 5,2.105 (Pa) 2 20.300
6. III. Quá trình đẳng áp. 1. Quá trình đẳng áp: Quá trình biến đổi trạng thái của khí mà áp suất không thay đổi. 2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp. p2V2 p1V1 V2 V1 Từ PTTT của khí lý tưởng = ta thấy khi p2 = p1 thì = T2 T1 T2 T1 V Hay = const T Phát biểu : Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (Định luật Gay Lussac)
7. 3 . Đồ thị đường đẳng áp
8. IV . Độ không tuyệt đối. Nhiệt độ không tuyệt đối, độ không tuyệt đốiThang, không đo Kelvin: độ tuyệt đối hay đơn giản là 0 tuyệt đối, là trạng thái nhiệt động học lý tưởngT(K) = của 273vật + t( chấtoC) , trong đó mọi chuyển động nhiệt đều ngừng. Trạng thái này, theo các kết quả tính toán lý thuyết, Độ không tuyệt đối: đạt được đối với mọi hệ vật chất ở nhiệt độ khoảng0(K) -273,15 ≈ -°C273,15hay (bằngoC) -459,67°F. Nhiệt độ không tuyệt đối được tính là 0 K trong Nhiệt giai Kelvin (Theo Wikipedia)
9. V . Vận dụng. 1. Trong hệ tọa độ (V,T) đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng áp? A. Đường thẳng song song với trục hoành. B. Đường thẳng song song với trục tung. C. Đường cong hyperbol. D. Đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ. Chọn D
10. V . Vận dụng. 2. Mối liên hệ giữa áp suất p, nhiệt độ T của một lượng khí trong quá trình nào sau đây không được xác định bằng phương trình trạng thái của khí lý tưởng ? A. Nung nóng một lượng khí trong một bình đậy kín. B. Nung nóng một lượng khí trong một bình không đậy kín C. Nung nóng một lượng khí trong một xi-lanh kín có pít-tông làm khí nóng lên, nở ra, đẩy pit-tông di chuyển. D. Dùng tay bóp lõm quả bóng bàn. Chọn B vì bình hở nên áp suất và thể tích khí đều không xác định
11. V . Vận dụng. o 3. Một quả bóng thám không có thể tích V1 = 200 ℓ ở nhiệt độ t1 = 27 C trên mặt đất. Bóng được thả ra và bay lên đến độ cao mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn bằng 0,6 o áp suất khí quyển ở mặt đất và nhiệt độ là t2 = 5 C. Tính thể tích của quả bóng ở độ cao đó (bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ bóng). Áp dụng PTTT của khí lý tưởng: p V p V 1 1 = 2 2 T1 T2 Ta suy ra thể tích quả bóng ở độ cao nói trên: p1 T2 1 273+5 V2 = V1 = 200. . ≈ 309 (ℓ) p2 T1 0,6 273+27
12. NHỚ HỌC VÀ LÀM BÀI TẬP Ở NHÀ -HẾT-