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

KÍNH CHÀO 
QUÝ THẦY CÔ! 
Tập thể 10Đ1 
KiÓm tra bµi cò : 
C©u 1: Ph¸t biÓu néi dung vµ viÕt biÓu thøc ® Þnh luËt B«i l¬ -Ma ri èt vµ ® Þnh luËt S¸c l¬ ? 
Tr ¶ lêi : 
§ Þnh luËt B«i l¬-Ma ri èt : 
+ ND : Trong qu ¸ tr×nh ®¼ng nhiÖt cña mét l­îng khÝ nhÊt ® Þnh , ¸p suÊt tû lÖ nghÞch víi thÓ tÝch . 
+ BT : p ~ 1/V hay pV = h»ng sè 
§ Þnh luËt S¸c l¬: 
+ ND : Trong qu ¸ tr×nh ®¼ng tÝch cña mét l­îng khÝ nhÊt ® Þnh , ¸p suÊt tû lÖ thuËn víi nhiÖt ®é tuyÖt ® èi . 
+ BT: p/T = h»ng sè . 
	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) 
Nhúng quả bóng bàn bẹp vào nước nóng , quả bóng phồng lên như cũ . 
Trong quá trình này , cả nhiệt độ , thể tích và áp suất của một lượng khí chứa trong quả bóng đều thay đổi . Vậy phải dùng phương trình nào để xác định mối liên hệ giữa ba thông số của lượng khí này ? 
HÃY HÌNH DUNG! 
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI 
CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG 
BÀI 31 
BÀI 31 
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI 
CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG 
NỘI DUNG CHÍNH  
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG 
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG 
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP 
IV. ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI 
V. CỦNG CỐ 
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG 
Những thí nghiệm chính xác cho thấy 
Khí thực chỉ tuân theo gần đúng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt và Sác –lơ. 
Chỉ có khí lí tưởng là tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học. 
Tuy nhiên sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không lớn ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường nên ta có thể áp dụng các định luật về khí lí tưởng vào khí thực. 
 II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG 
p 1 , V 1 , T 1 
p’ , V 2 , T 1 
( 1) 
(1’) 
p 2 , V 2 , ,T 2 
( 2) 
p 1 , V 1 , T 1 
p’ , V 2 , T 1 
( 1) 
(1’) 
C1. Lượng khí được chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 1’ bằng quá trình nào ? 
p 1 .V 1 = p’.V 2 
p 2 , V 2 , ,T 2 
( 2) 
C1. Lượng khí được chuyển từ trạng thái 1’ sang trạng thái 2 bằng quá trình nào ? 
(I) 
(II) 
(I) 
(II) 
Thế (II ) vào (I) ta được: 
Ta có thể viết: 
Từ hai pt 
hay 
 p 
O 
p’ 
p 1 
p 2 
V 1 
V 2 
V 
1 
1’ 
2 
T 1 
T 2 
Cung hypebol 1 - 1’ biễu diễn quá trình gì ? 
§o¹n th¼ng 1’-2 biÓu diÔn qu ¸ tr×nh gì ? 
 Đây là đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trong hệ tọa độ ( p,V ) 
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP 
1. Quá trình đẳng áp 
Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp . 
2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối 
 Từ phương trình: 
 Nếu p 1 = p 2 thì : 
 Vậy : Trong qu á trình đẳng áp của lượng khí không đổi , thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối . 
Ñöôøng bieåu dieãn söï bieán thieân cuûa thể tích theo nhieät ñoä khi áp suất khoâng ñoåi goïi laø ñöôøng ñaúng áp 
V 
T(K) 
p 1 
p 2 
p 1 < p 2 
Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng áp là đường thẳng nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ. 
O 
3. Đường đẳng áp 
IV. ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI 
 0 K được gọi là độ 0 tuyệt đối . Đây là nhiệt độ tuyệt đối thấp nhất của khối khí . 
 Nhiệt giai KelVin là thang nhiệt độ bắt đầu từ 0 K 
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 . 
VẬN DỤNG 
Câu 3: 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 : 
Câu 4: 
Ở nhiệt độ 273 0 C, thể tích của một lượng khí là 10 lít. 
Tính thể tích của lượng khí đó ở 546 0 C khi áp suất 
không đổi. 
Tóm tắt: 
Trạng thái 1: 
t 1 = 273 0 C 
->T 1 = 546K 
V 1 = 10 lít 
Giải 
Vì áp suất không đổi, ta có: 
Trạng thái 2: 
t 2 = 546 0 C 
->T 2 = 819K 
V 2 = ? 
 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 : 
Câu 5: 
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI VÀ CÁC ĐẲNG QUÁ TRÌNH 
Phöông trình traïng thaùi 
O 
O 
O 
V 
p 
T 
p 
V 
T 
Quá trình đẳng áp p 1 =p 2 
Quá trình đẳng tích V 1 =V 2 
Quá trình đẳng nhiệt T 1 =T 2 
 p 1 V 1 = p 2 V 2 
T 
V 
T 
p 
p 
V 
T 
V 
V 
p 
T 
p 
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o ®· ®Õn dù giê 
Chµo t¹m biÖt !