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

CHÀO MỪNG QUÍ THẦY CÔ 
ĐẾN DỰ GIỜ 
LỚP 10C3 
Kiểm tra bài cũ: 
Th ế nào là quá trình đ ẳ ng tích? Phát bi ể u định lu ậ t Sac – lơ. 
	 Gọi tên các đẳng quá trình được biểu diễn trong các giản đô ̀ sau : 
V 
p 
O 
a) 
T 
p 
O 
b) 
T 
p 
O 
c) 
V 
p 
O 
d) 
Kiểm tra bài cũ: 
 	 a) và b): Quá trình đẳng nhiệt . 
	c) và d): Quá trình đẳng tích . 
	  - Qu á trình đẳng tích là quá trình biển đổi trạng thái khi thê ̉ tích không đổi . 
	- Định luật Sác-lơ : Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định , áp suất ti ̉ lê ̣ thuận với nhiệt đô ̣ tuyệt đối . 
 HÃY QUAN SÁT 
 THÍ NGHIỆM 
Nhúng quả bóng bàn bẹp vào nước nóng , quả bóng phồng lên như cũ . 
 Nhúng quả bóng bàn bị bẹp vào nước nóng thì nó sẽ như thế nào ? 
p 1 ,V 1 ,T 1 
p 2 ,V 2 ,T 2 
1 
2 
1. Khí thực và khí lý tưởng . 
	  	- Khí thực ( khí tồn tại trong thưc tê ́ ) chỉ tuân theo gần đúng các định luật : Bôi lơ-Mariốt và Sác-lơ .	 
	  - Khí lý tưởng ( mẫu khí trong lý thuyết ) là khí tuân theo đúng các định luật vê ̀ chất khí . 
	 * Ở nhiệt đô ̣ và áp suất thông thường , khí thực gần giống khí lý tưởng . 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LYÙ TÖÔÛNG 
Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản đô ̀ như hình ve ̃. 
	 Có thê ̉ đi tư ̀ (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 
Tra ̉ lời 
2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LYÙ TÖÔÛNG 
 (1)  (1’)  (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 
2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
 (1)  (2’)  (2) 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LYÙ TÖÔÛNG 
MLH p 1 , V 1 , T 1 và p 2 , V 2 , T 2 ? 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
M 
V 
O 
p 
(1) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
V 2 
(1’) 
p 1’ 
M 
Haõy goïi teân töøng quaù trình bieán ñoåi ? 
p 1 , V 1 , T 1 
p 1 , , V 2 , T 1 
( 1) 
(1’) 
p 2 , V 2 ,T 2 
( 2) 
QT Đẳng nhiệt 
QT Đẳng tích 
p 1 , V 1 , T 1 
p 2 , , V 1 , T 2 
( 1) 
(2’) 
p 2 , V 2 , T 2 
( 2) 
QT Đẳng tích 
QT Đẳng nhiệt 
NHÓM 1 
NHÓM 2 
Haõy vieát bieåu thöùc trong töøng ñaúng quaù trình vaø tìm moái lieân heä giöõa p,V , T? 
 (1)  (2’): 
 (a) 
 (2’)  (2): 
 (b) 
V 1 = Const 
T 2 =Const 
P 2 , .V 1 = P 2 .V 2 
 (1)  (1’): 
 (a) 
 (1’)  (2): 
 (b) 
T 1 = Const 
V 2 =Const 
P 1 .V 1 = P 1’ .V 2 
NHOÙM 1 
NHOÙM 2 
Töø (a) vaø (b), ta coù : 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LYÙ TÖÔÛNG 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LYÙ TÖÔÛNG 
 	 2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
 PTTT của khí lí tưởng ( phương trình Clapeyron ): 
hay 
 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 lơ-Mariốt và định luật Sắc-lơ có thể xem là các trường hợp riêng của phương trình trạng thái . 
 2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LYÙ TÖÔÛNG 
VẬN DỤNG 
BT1: Một lượng khí đựng trong một xi- lanh có pit- tông chuyển động được . Lúc đầu khí có thể tích 15 lít , nhiệt độ 27 0 C 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 
Trạng thái 1 
p 1 = 2atm 
V 1 = 15 lít 
T 1 = 273 + 27 = 300 K 
Trạng thái 2 
p 2 = 4atm 
V 2 = 12 lít 
T 2 = ? 
Giải 
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng , ta có : 
Củng cố 
Câu 1: Hệ thức không phù hợp với phương trình trạng thái khí lí tưởng là : 
A. 
Hằng số 
C. 
D. 
Hằng số 
D 
B. 
Câu 2: Đồ thị bên diễn tả 
O 
V 
1 
2 
3 
p (Pa) 
D. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng nhiệt . 
B. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng nhiệt và quá trình 2-3 là quá trình đẳng tích . 
A. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng tích . 
C. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và quá trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt . 
C. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và quá trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt . 
Vấn đề mới 
 Từ phương trình trạng thái , nếu áp suất không đổi thì mối liên hệ của hai thông số còn lại sẽ như thế nào ? 
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! 
	 Qua TN caû T, V vaø p cuûa löôïng khí chöùa trong quaû boùng ñeàu thay ñoåi . Vaäy phöông trình naøo xaùc ñònh moái lieân heä giöõa ba thoâng soá naøy ? 
p 
V 
T 
 Mét xi lanh cã pÝt t«ng ® ãng kÝn chøa mét khèi khÝ ë nhiÖt ®é 27 o C, ¸p suÊt 750 mmHg. Nung nãng khèi khÝ ® Õn nhiÖt ®é 195 o C th × thÓ tÝch t¨ng gÊp r­ìi.TÝnh ¸p suÊt cña khèi khÝ trong xi lanh lóc ®ã. 
Tãm t¾t: 
Tr¹ng th¸i 1: 
p 1 =750mmHg 
V 1 
t 1 =27 o C -> T 1 =300K 
Tr¹ng th¸i 2: 
p 2 =? 
V 2 = 1,5V 1 
t 2 =195 o C -> T 2 =468K 
Gi¶i : Áp dông ph­¬ng tr×nh tr¹ng th¸i ta cã : 
Suy ra : 
BT2: