Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle, Mariotle (Bản chuẩn kĩ năng)

Kiểm tra bài cũ 
Câu 1 : Nêu các nội dung chính của thuyết động học phân tử chất khí? 
Kiểm tra bài cũ 
Kết luận : Thể tích xilanh giảm, mật độ các phân tử khí trong xilanh tăng lên, sự va chạm của các phân tử vào thành xilanh tăng lên dẫn đến áp suất ch ất khí trong xilanh tăng lên. Như vậy khi thể tích lượng khí V giảm thì áp suất p tăng lên . 
Câu 2 : Học sinh quan sát hình vẽ. Khi nén khí trong xilanh em có nhận xét gì về thể tích, mật độ các phân tử khí và áp suất trong xilanh ? 
Bài 29 
QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT 
ĐỊNH LUẬT BÔI LƠ - MA RI ỐT 
Quan sát xilanh trong hai trường hợp 
Xilanh ở trạng thái 1: khối khí được xác định bởi các đại lượng áp suất p 1 , thể tích V 1 và nhiệt độ tuyệt đối T 1 . 
Xilanh ở trạng thái 2: khối khí được xác định bởi các đại lượng áp suất p 2 , thể tích V 2 và nhiệt độ tuyệt đối T 2 . 
1. Trạng thái 
Áp suất p 
Thể tích V 
NhiÖt ®é T 
- Trạng thái nhiệt của một khối lượng khí được xác định bởi: p, V, T. 
 - Ph­¬ng tr×nh thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i gäi lµ ph­¬ng tr×nh tr¹ng th¸i 
1. Trạng thái 
2. Thông số trạng thái 
Các đại lượng P, V, T được gọi là thông số trạng thái. 
 Trạng thái 1: p 1 , V 1 , T 1 
 Trạng thái 2: p 2 ,V 2 , T 2 
 Quá trình một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 gọi là quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình . 
Đẳng quá trình : là quá trình mà chỉ có 2 thông số trạng thái thay đổi còn một thông số trạng thái giữ nguyên . 
Có 3 đẳng quá trình : Đẳng tích , đẳng nhiệt và đẳng áp . 
Thế nào là quá trình đẳng nhiệt? 
2. Quá trình 
Định nghĩa : Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi. 
T= T 1 = T 2 
Trạng thái 1: 
 p 1 , V 1 , T 1 
Trạng thái 2 : 
 p 2 , V 2 , T 1 
Tìm mối liên hệ giữa p và V của một khối khí xác định khi T không đổi ? 
Thí nghiệm 
 - Gồm một pittông và xilanh. 
 - Trên pittông có gắn một áp kế đo áp suất ch ất khí trong xilanh. 
 - Xilanh có gắn thước chia khoảng cách để đo độ cao cột không khí trong xilanh. 
Kết quả thí nghiệm 
Kết luận : khi thể tích V tăng thì áp suất p giảm . 
 p tỉ lệ nghịch với V 
 Hay p.V = const 
Câu hỏi C 1 : 
Tính giá trị tích p.V trong SGK và điền vào bảng 
2. Định luật Bôilơ-Mariôt 
a. Giới thiệu 2 nhà vật lí : Bôilơ và Mariôt 
Robert Boyle là nhà vật lí người Anh . Ông bắt đầu nghiên cứu về tính chất của chất khí t ừ năm 1659 qua nhi ều th í nghiệm , ông đã tìm ra định luật và công bố nó vào năm 1662. 
Edme Mariotte là nhà vật lí người Pháp. Bằng những nghiên cứu của mình ông cũng đã tìm ra mối liên hệ giữa p và V khi T không đổi. Và công bố ở Pháp vào năm 1676. 
Edme Mariotte (1620-1684) 
b. Định luật Bôilơ-Mariôt 
Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. 
Hay p.V = hằng số 
Định luật Bôilơ – Mariôt viết cho 2 trạng thái là: 
p 1 V 1 = p 2 V 2 
(2) 
 (1) 
c. Bài tập vận dụng 
Một khối khí có thể tích 4 lít ở áp suất 10 5 Pa. Nếu nén thể tích khối khí xuống còn 2 lít thì áp suất của khối khí lúc này là bao nhiêu ? 
 Tóm tắt 
Trạng thái 1 Trạng thái 2 
 V 1 = 4 lít V 2 = 2 lít 
 p 1 = 10 5 Pa p 2 = ? 
 Giải 
Theo định luật Bôilơ-Mariốt ta có: 
 p 1 V 1 = p 2 V 2 
 Vậy p 2 = 
Thay số vào ta có kết quả: 
 p 2 = 2.10 5 Pa 
Nhận xét : V giảm bao nhiêu lần thì p tăng bấy nhiêu lần, ngược lại. 
T= conts 
 đường biểu diễn sự biến thiên của p theo V của một lượng khí xác định khi T không đổi là gọi đường đẳng nhiệt . 
Từ biểu thức p.V = a  p = a/V  y = a/x . Vậy p là hàm của V. 
Định nghĩa : Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi. 
Em hãy vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p, V) và một số tọa độ khác (p, T); (T,V) theo số liệu bài tập đã làm ? 
 4 
1 
A 
V(lít ) 
p(atm) 
B 
o 
1 
4 
2 
2 
C 
Dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ trục p0V? 
T 2 
T 1 
1 
2 
V 
(T 2 > T 1 ) 
 AÙp duïng thuyeát ñoäng hoïc phaân töû chaát khí , chöùng minh ñöôøng ñaúng nhieät naèm treân coù nhieät ñoä cao hôn ñöôøng ñaúng nhieät naèm döôùi? 
 ( Ñoái vôùi moät löôïng khí xaùc ñònh ) 
Gôïi yù 
p 
p 2 
p 1 
Dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ trục p0V là nhánh của Hypebol. 
 Đöôøng ñaúng nhieät naèm treân coù nhieät ñoä cao hôn ñöôøng ñaúng nhieät naèm döôùi 
 2. Nhận xét 
B 
A 
T 
H 
Ô 
N 
G 
S 
Ố 
P 
V 
T 
TRÒ CHƠI Ô CHỮ 
Đặc điểm một thông số trạng thái trong quá trình đẳng nhiệt ? 
Quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt ? 
Những đại lượng nào nói về trạng thái khí và có tên gọi là gì ? 
Tên định luật của quá trình đẳng nhiệt ? 
1 
2 
3 
4 
5 
Dạng đường đẳng nhiệt ? 
K 
H 
Ô 
N 
G 
Đ 
Ổ 
I 
T 
Ỉ 
L 
Ệ 
N 
G 
H 
Ị 
C 
H 
N 
H 
Á 
N 
H 
H 
Y 
P 
E 
B 
O 
L 
B 
Ô 
I 
L 
Ơ 
M 
A 
R 
I 
Ố 
T 
Câu 1: Hình ảnh nào thể hiện định luật Bôi-lơ – Ma- ri-ốt ? 
A 
A 
B 
Củng cố 
Câu 2: Khi đẩy pittông xuống từ từ thì thể tích và áp suất khối khí trong ống bơm thây đổi thế nào? Giải thích? 
Quá trình diễn ra chậm, ta coi như t = const. 
Áp dụng ĐL B - M 
p.V = const, V giảm 
=> p tăng 
Củng cố 
Câu 3:Đồ thị nào sau đây không biểu diễn quá trình đẳng nhiệt ? 
Củng cố 
Đáp án C