Nhiệt học
CHƯƠNG V
CHẤT KHÍ
TÀI LIỆU TỰ HỌC MÔN VẬT LÝ 10
Giáo viên: VÕ MAI THY
NỘI DUNG
I. CẤU TẠO CHẤT
Những điều đã học về cấu tạo chất
+ Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử.
+ Các phân tử chuyển động không ngừng.
+ Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.
I. CẤU TẠO CHẤT
Lực tương tác giữa các phân tử
Giữa các phân tử cấu tạo nên vật có lực tương tác (gồm lực hút và lực đẩy)
+ Khi khoảng cách nhỏ Fđ > Fh
+ Khi khoảng cách lớn Fđ < Fh
+ Khi khoảng cách rất lớn lực tương tác không đáng kể
Các thể rắn, lỏng, khí
Rất yếu
Rất mạnh
Lớn hơn chất khí
Nhỏ hơn chất rắn
Hoàn toàn hỗn loạn
Dao động quanh VTCB không cố định
Dao động quanh VTCB cố định
Không có hình dạng và thể tích
Chiếm toàn bộ thể tích bình chứa. Dễ nén
Có thể tích xác định
Không có hình dạng riêng. Có hình dạng của phần bình chứa
Có thể tích và hình dạng riêng xác định
II. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ
1. Nội dung cơ bản
II. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ
2. Khí lý tưởng
Chất khí trong đó các phân tử được coi là chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lí tưởng.
III. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI - CÁC QUÁ TRÌNH ĐẲNG

1. Thông số trạng thái khí lý tưởng (KLT)
Thể tích V (m3)
Đổi đơn vị
1 lít = 1 dm3 = 10-3 m3
→ 2 lít = 2 dm3 = 2.10-3 m3
Áp suất p (Pa hoặc N/m2)
Đổi đơn vị
1 mmHg = 133,323 Pa (shift 8 27)
1 atm = 101 325 Pa (shift 8 25)
1 at = 98 066 Pa
1 bar = 105 Pa
Nhiệt độ tuyệt đối T (K)
T(K) = t(0C) + 273
VD: Khối khí có nhiệt độ 100C → T = 10 + 273 = 283 (K)
III. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI - CÁC QUÁ TRÌNH ĐẲNG

1. Thông số trạng thái khí lý tưởng (KLT)
Quá trình biến đổi trạng thái (quá trình) là sự chuyển từ trạng thái này (p1, V1, T1) sang trạng thái khác (p2, V2, T2) của lượng khí.
Đẳng quá trình là các quá trình trong đó có một thông số trạng thái không thay đổi.
* Đẳng áp
* Đẳng tích
* Đẳng nhiệt
III. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI - CÁC QUÁ TRÌNH ĐẲNG

2. Phương trình trạng thái khí lý tưởng (KLT)
Trong đó:
p1, V1, T1 : áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối ở trạng thái 1
p2, V2, T2 : áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối ở trạng thái 2
Bài tập vận dụng
Một lượng khí đựng trong một xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 3 at, 10 lít, 1500C. Khi pittông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 4 at, thể tích giảm còn 7 lít. Nhiệt độ của khí nén là :
A. 121,80C. B. 1400C. C. 121,8K. D. 394,80C.
(1)
p1 = 3 (at)
V1 = 10 (lít)
T1 = 150 + 273
= 423 (K)
p2 = 4 (at)
V2 = 7 (lít)
T2 = ? (K)
Áp dụng phương trình trạng thái KLT
→ T2 = 394,8 (K)
→ t2 = 121,8 (0C)
3. Định luật Bôilơ – Mariốt. Quá trình đẳng nhiệt
Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi.
Định luật Bôilơ – Mariốt
III. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI - CÁC QUÁ TRÌNH ĐẲNG

Đường thẳng kéo dài vuông góc với trục T
Hệ trục (p,V) là đường hypebol
4. Định luật Saclơ. Quá trình đẳng tích
Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái trong đó thể tích được giữ không đổi.
Định luật Saclơ



III. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI - CÁC QUÁ TRÌNH ĐẲNG

Đường đẳng tích
Đường thẳng kéo dài vuông góc với trục V
Hệ trục (p,T) là đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ
5. Định luật Gay-Luy-xắc. Quá trình đẳng áp
Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái trong đó áp suất được giữ không đổi.
Định luật Gay-luy-xắc
III. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI - CÁC QUÁ TRÌNH ĐẲNG

Đường đẳng áp
Đường thẳng kéo dài vuông góc với trục p
Hệ trục (V,T) là đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ
Bài tập vận dụng
Một xi lanh chứa 150 cm3 khí ở áp suất 2.105 Pa. Pít tông nén khí trong xi lanh xuống còn 100 cm3. Nếu nhiệt độ khí trong xi lanh không đổi thì áp suất của nó lúc này là :
A. 3.10-5 Pa
B. 3,5.105 Pa
C. 3.105 Pa
D. 3,25.105 Pa
(1)
V1 = 150 (cm3)
p1 = 2.105 (Pa)

V2 = 100 (cm3)
p2 = ? (Pa)
Đẳng nhiệt
p1.V1 = p2.V2
→ p2 = 300 000 (Pa) = 3.105 (Pa)
Bài tập vận dụng
Một bình kín chứa khí ôxy ở nhiệt độ 200C và áp suất 105 Pa. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ 400C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu?
A. 2.105 Pa
B. 0,5.105 Pa
C. 1,068.105 Pa
D. 0,936.105 Pa
(1)
T1 = 20 + 273 = 293 (K)
p1 = 105 (Pa)

Đẳng tích
→ p2 = 106 825 (Pa) = 1,068.105 (Pa)
T2 = 40 + 273 = 313 (K)
p2 = ? (Pa)

Bài tập vận dụng
Ở nhiệt độ 2730C thể tích của một khối khí là 10 lít. Khi áp suất không đổi, thể tích của khí đó ở 5460C là
A. 20 lít
B. 15 lít
C. 12 lít
D. 13,5 lít
(1)
T1 = 273 + 273
= 546 (K)
V1 = 10 (lít)

Đẳng áp
→ V2 = 15 (lít)
T2 = 546 + 273
= 819 (K)
V2 = ? (lít)

 
Một lượng khí lí tưởng xác định biến đổi theo chu trình như hình bên. Xác định tên của các quá trình

Bài tập vận dụng
→ (2): quá trình đẳng tích
→ (3): quá trình đẳng áp
→ (1): quá trình đẳng nhiệt