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

	1. Thế nào là quá trình: đẳng nhiệt, đẳng tích? Phát biểu định luật Bôi-Mariot và định luật Sac-lơ. 
	 	  1. Qu á trình đẳng nhiệt (đẳng tích) là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ (thể tích) không đổi . 
	 Định luật Bôi-Mariot: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định , áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. 
	 Định luật Sac-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định , áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. 
Kiểm tra bài cũ: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	2. Gọi tên các đẳng quá trình được biểu diễn trong các giản đồ sau: 
Kiểm tra bài cũ: 
 	 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) 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	 3. Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản 	đồ như hình vẽ. 
Kiểm tra bài cũ: 
	 b) So sánh T 1 và T 1’ ; 
	T 2 và T 2’ ; 
	V 1 và V 2’ .	 
	 c) Có thể 	đi từ (1) sang 	(2) theo những đẳng quá 	trình 	nào? 
	 a) So sánh T 1 và T 2 . 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
(1’) 
p 1’ 
M 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	 3. Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản 	đồ như hình vẽ. 
Kiểm tra bài cũ: 
	 T 1 > T 2 . 	 	 
	a) So sánh T 1 và T 2 . 	 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
(1’) 
p 1’ 
M 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	 3. Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản 	đồ như hình vẽ. 
Kiểm tra bài cũ: 
		 T 1 = T 1’ ; 
 	T 2 = T 2’ ; 
	V 1 = V 2’ . 	 	 
	 b) So sánh T 1 và T 1’ ; 
	T 2 và T 2’ ; 
	V 1 và V 2’ . 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
(1’) 
p 1’ 
M 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	 3. Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản 	đồ như hình vẽ. 
Kiểm tra bài cũ: 
	 c) Có thể đi từ (1) sang (2) theo những đẳng quá trình nào? 
	 - (1)  (1’)  (2); 
	 - (1)  (2’)  (2); 
	 - (1)  (M)  (2); 	 
		Có nhiều cách, ví dụ: 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
(1’) 
p 1’ 
M 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
Nhúng một quả bóng bàn bẹp vào nước nóng, quả bóng phồng lên như cũ; 
Bóp quả bong bóng, quả bong bóng có thể nổ; 
HÃY HÌNH DUNG! 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	 Trong các quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định, khi một thông số trạng thái thay đổi thì một hoặc các thông số còn lại cũng thay đổi. 	 
HÃY QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG! 
p 
V 
T 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
1. Khí thực và khí lý tưởng. 
	  	- Khí thực (khí tồn tại trong thực tế) chỉ tuân theo gần đúng các định luật: Bôi-Mariot và Sac-lơ.	 
	  - Khí lý tưởng (mẫu khí trong lý thuyết) là khí tuân theo đúng các định luật về chất khí. 
	 * Ở nhiệt độ và áp suất thông thường, khí thực gần giống khí lý tưởng. 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
	 Hãy quan sát một cách biến đổi trạng thái từ (1) sang (2) của một lượng khí nhất định! 
	 Gọi tên từng quá trình biến đổi và viết biểu thức liên hệ giữa các thông số trạng thái trong từng quá trình? 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
  (1)  (2’): 
 (a) 
  (2’)  (2): 
 (b) 
đẳng tích 
đẳng nhiệt 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
 	 2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
	 Từ (a) và (b), hãy tìm mối liên hệ trực tiếp giữa các thông số của khối khí ở hai trạng thái (1) và (2)? 
  
  
PTTT của khí lí tưởng 
(a) 
(b) 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
 Chú ý: 
 Đối với các lượng khí khác nhau thì hằng số trong phương trình trạng thái là khác nhau. 
 Với 1 mol khí bất kì thì hằng số này bằng R = 8,31 J/(mol.K); 
 R được gọi là hằng số khí lý tưởng. 
 Các phương trình của định luật Bôi-Mariot và định luật Saclơ có thể xem là các trường hợp riêng của phương trình trạng thái. 
 2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
Hay: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
* Bài tập áp dụng: 
Một xilanh kín được chia làm hai phần bằng nhau bởi pittông cách nhiệt, mỗi phần có chiều dài l 0 = 30cm chứa lượng khí giống nhau ở 27 0 C. Nung nóng một phần thêm 10 0 C và làm lạnh phần kia bớt 10 0 C. Hỏi pittông dịch chuyển một đoạn bao nhiêu? 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
Hay: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
Tóm tắt: 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
x 
p 1 , V 1 ,T 1 
p 2 , V 2 ,T 2 
Nung nóng 
Làm lạnh 
l 0 
l 0 
p 0A , V 0 ,T 0 
p 0B , V 0 ,T 0 
A 
B 
T 0 = 300K; 
 l 0 = 30cm; 
T 1 = 310K; 
 T 2 = 290K; 
X = ? 
 Trước và sau dịch chuyển, khi pittông đứng yên, hãy so sánh áp suất của khí ở hai bên? 
 p 0A = p 0B = p 0 
 p 1 = p 2 = p 
Một xilanh kín được chia làm hai phần bằng nhau bởi pittông cách nhiệt, mỗi phần có chiều dài l 0 = 30cm chứa lượng khí giống nhau ở 27 0 C. Nung nóng một phần thêm 10 0 C và làm lạnh phần kia bớt 10 0 C. Hỏi pittông dịch chuyển một đoạn bao nhiêu? 
 Hãy viết công thức tính thể tích khí trong mỗi phần ống trước và sau khi pittông dịch chuyển theo tiết diện xilanh S và chiều dài phần khí? 
 V 0 = Sl 0 
 V 1 = S(l 0 + x) 
 V 2 = S(l 0 – x) 
Hay: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
Giải: 
Thay số, được kết quả: x = 1 cm. 
- Áp dụng phương trình trạng thái cho khí trong mỗi phần xi lanh 
+ Phần bị nung nóng: 
(1) 
+ Phần bị làm lạnh: 
(2) 
- Từ (1) và (2), suy ra: 
(3) 
- Thay V 1 = S(l 0 + x) và V 2 = S(l 0 – x), ta được: 
Suy ra: x = 
Suy ra: x = 
	 Hãy viết các phương trình trạng thái cho 	mỗi phần khí? 
Hay: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
* Bài tập áp dụng: 
Bài 1: Một lượng khí đựng trong xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 2 atm, 15 lít, 300 K. Khi pittông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít. Xác định nhiệt độ của khí nén. 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
Hay: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info 
* Bài tập áp dụng: 
Tóm tắt: 
	p 1 = 2 atm; V 1 = 15 lít; T 1 = 300 K. 
	p 2 = 3,5 atm; V 2 = 12 lít. 
	T 2 = ? 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
Giải: 
Thay số, được kết quả: T 2 = 420 K. 
Từ suy ra 
Một lượng khí đựng trong xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 2 atm, 15 lít, 300 K. Khi pittông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít. Xác định nhiệt độ của khí nén. 
Hay: 
From: www.HungVuongGiaLai.Net - www.HNGHIA.Info