Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng (Bản chuẩn kĩ năng)

Quý Thầy Cô và các em học sinh thân mến. 
Kính chaøo 
LớP 10A10 
8:45 PM 
Nhiệt liệt chào mừng 
CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM HỌC SINH 
Haõy trình baøy phöông aùn 
ñöa quaû boùng baøn beïp laáy laïi 
 hình daïng nhö ban ñaàu? 
Em coù nhaän xeùt gì veà söï bieán ñoåi caùc thoâng soá traïng thaùi trong quaù trình ñoù ? 
 Vaäy p, V, T cuûa moät khoái löôïng khí coù moái lieân heä vôùi nhau nhö theá naøo ? 
Có mấy quá trình biến đổi trạng thái?kể ra . Viết biểu thức tương ứng mỗi trạng thái? 
Đẳng nhiệt 
Đẳng tích 
Đẳng áp 
p 1 V 1 = p 2 V 2 
p 1 /T 1 = p 2 /T 2 
? Nghiên cứu sau 
 Ta xét một quá trình biến đổi mà trong đó cả 3 thông số p,V,T đều biến đổi. Tức là: 
p 1 ,V 1 ,T 1 
p 2 ,V 2 ,T 2 
Trạng thái (1 ) 
Trạng thái (2) 
? 
Thí nghiệm 
Lí thyết 
Baøi 31 
PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ 
LÍ TÖÔÛNG 
NOÄI DUNG BAØI HOÏC 
1. Khí thöïc vaø khí lí töôûng 
 2. Phöông trình traïng thaùi cuûa khí lí töôûng 
1. Khí thực và khí lý tưởng. 
	  	- Khí thực (khí tồn tại trong thực tế) chỉ tuân theo gần đúng các định luật: Bôi-lơ-Mariot và Sác-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 
2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
	 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 
  (1)  (2’): 
 (a) 
đẳng tích 
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 
Mà 
Nên 
  (2’)  (2): 
(b) 
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 
Mà 
Nên 
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 hay phương trình Cla-pê-rôn 
(a) 
(b) 
V 
O 
p 
(1) 
(2’) 
(2) 
V 1 
p 2 
T 2 
T 1 
p 1 
p 2’ 
V 2 
Phöông trình traïng thaùi cuûa khí lí töôûng hay 
Phöông trình Cla-peâ-roân 
Baøi 31: PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI CUÛA KHÍ LÍ TÖÔÛNG 
 Chú ý: 
 Độ lớn của hằng số này phụ thuộc vào khối lượng khí. 
 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: 
Phương trình trạng thái và các đẳng quá trình 
Quá trình đẳng nhiệt 
T 1 =T 2 
Quá trình đẳng tích 
V 1 = V 2 
Quá trình đẳng áp 
p 1 = p 2 
p 1 V 1 = p 2 V 2 
Phương trình trạng thái: 
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. 
CUÛNG COÁ 
 2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 
PTTT của khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn 
Trong xi lanh cuûa moät ñoäng cô ñoát trong coù 2 lít hoãn hôïp khí döôùi aùp suaát 1 at vaø nhieät ñoä 47 o C. Pittoâng neùn xuoáng laøm cho theå tích cuûa hoãn hôïp khí coøn 200 cm 3 vaø aùp suaát leân tôùi 15 at. Tính nhieät ñoä cuûa hoãn hôïp khí khi ñoù ? 
Baøi taäp vaän duïng 
 Traïng thaùi 1 
Traïng thaùi 2 
Aùp duïng phöông trình traïng thaùi khí lí töôûng: 
Trong xi lanh cuûa moät ñoäng cô ñoát trong coù 2 lít hoãn hôïp khí döôùi aùp suaát 1 at vaø nhieät ñoä 47 o C. Pittoâng neùn xuoáng laøm cho theå tích cuûa hoãn hôïp khí coøn 200 cm 3 vaø aùp suaát leân tôùi 15 at. Tính nhieät ñoä cuûa hoãn hôïp khí khi ñoù ? 
 Nhieät ñoä khoâng ñoåi, theå tích taêng. 
 Nhieät ñoä khoâng ñoåi, theå tích giaûm. 
 Nhieät ñoä giaûm, theå tích taêng tæ leä nghòch vôùi nhieät ñoä. 
 Nhieät ñoä taêng, theå tích taêng tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä. 
Caâu 1: Ñoái vôùi moät löôïng khí xaùc ñònh, quaù 
trình naøo sau ñaây laø ñaúng aùp ? 
BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM 
 AÙp suaát khoâng ñoåi. 
 AÙp suaát giaûm ñi saùu laàn. 
 AÙp suaát taêng gaáp boán laàn. 
 AÙp suaát taêng gaáp ñoâi. 
Caâu 2: Coù moät löôïng khí ñöïng trong bình. Hoûi aùp suaát cuûa 
 khí seõ bieán ñoåi theá naøo neáu theå tích cuûa bình taêng 
 gaáp 3 laàn, coøn nhieät ñoä (T) giaûm ñi moät nöûa? 
BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM 
Xin chân thành cảm ơn 
Tiết học kết thúc 
Các thầy cô giáo 
CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM HỌC SINH 
Làm bài tập phần Ví dụ trong SGK trang 164 
* 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: 
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: 
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: