bài 4
các định luật chất khí
Hà Nội, tháng 10 năm 2011
MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP
4.1. Một số khái niệm.
4.1.1. Thông số trạng thái và phương trình trạng thái.
- Trạng thái của một vật được xác định bởi một tập hợp các đai lượng vật lý. Các đại lượng vật lý này gọi là các thông số trạng thái.
- Hệ thức liên hệ giữa các thông số trạng thái của một vật gọi là phương trình trạng thái của vật đó.
- Để biểu diễn trạng thái của một khối khí nhất định, người ta dùng ba thông số trạng thái: thể tích V, áp suất P, và nhiệt độ T của khối khí.
f(P, V, T) = 0.
4.1.2. Khái niệm áp suất và nhiệt độ
a. áp suất.
b. Nhiệt độ.
áp suất là một đại lượng vật lý có giá trị bằng lực nén vuông góc lên một đơn vị diện tích.
Nhiệt độ là một đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ chuyển động hỗn loạn phân tử của các vật.
T = t + 273.
T không đổi , thể tích thay đổi quan sát và nhận xét sự thay đổi của áp suất?
I.TR?NG TH�I V� QU� TRèNH BI?N D?I TR?NG TH�I
Nhiệt độ T
Áp suất p
Thể tích V
1
1.5
2
0.5
4.2. Các định luật thực nghiệm về chất khí.
4.2.1. Định luật Bôilơ-Mariốt.
- Phát biểu: Trong qúa trình đẳng nhiệt, tích của thể tích và áp suất của khối khí là một hằng số.
- Biểu thức: P.V=const.
p1
p2
Giữ cho thể tích không đổi
V?n d?ng
Bài toán
Một khối khí có thể tích 4 lít ở áp suất 105 Pa. Nếu nén thể tích khối khí xuống còn 2 lít thì áp suất của khối khí lúc này là bao nhiêu ?
Tóm tắt

Tt 1 Tt 2
V1= 4 lít V2= 2 lít
p1= 105Pa p2= ?




Giải
Theo định luật Boyle - Mariotte:
p1V1= p2V2

Vậy p2 =
V2
Thay số vào ta có kết quả:
p2= 2.105 Pa
p1V1
4.2.2. Các định luật Gay-Luytxăc.
* Định luật 1
- Biểu thức:
* Định luật 2
- Phát biểu: Trong qúa trình đẳng áp của một khối khí , thể tích tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối.
- Biểu thức:
- Phát biểu: Trong qúa trình đẳng tích của một khối khí , áp suất tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối.
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?
- Khí thực là khí tồn tại trong thực tế.
VD: Khí Ô xi, Hidro, Các bon nic….

- Khí lí tưởng tuân theo đúng các định luật chất khí.
4.2.3. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
- Ở điều kiện thường, khí thực được coi như là khí lí tưởng.
P1 , V1 , T1
P2 , V2, T2
P’ , V2 , T1
(1)
(1/)
(2)
Xét một lượng khí xác định, thực hiện quá trình biến đổi trạng thái theo sơ đồ dưới đây:
Lượng khí chuyển từ trạng thái (1) sang (1’) bằng quá trình nào?
Lượng khí chuyển từ trạng thái (1’) sang (2) bằng quá trình nào?
Phương trình nào biểu diễn mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái trên?
Quá trình đẳng nhiệt
Quá trình đẳng tích
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG:
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG:
p
O
p’
p1
p2
V1
V2
1
1’
2
T1
T2
Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi từ trạng thái ( p1,V1,T1 ) sang trạng thái ( p2,V2,T2 ):
V
P1 , V1 , T1
P’ , V2 , T1
(1)
(1/)
* Trong quá trình đẳng nhiệt (1,1’), p và V có mối liên hệ gì?
* Trong quá trình đẳng tích (1’, 2), p và T có mối liên hệ gì?
Từ hai phương trình trên ta có tìm được mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái không?
P’ , V2 , T1
(1/)
P2 , V2 , T2
(2)
- Với một lượng khí xác định:
Hằng số
R gọi là hằng số khí lý tưởng, R=8,31.103 J/kmol.K
+Phuong trỡnh tr?ng thỏi:
Vận dụng
Một lượng khí đựng trong một xi-lanh có pit-tông chuyển động được. Lúc đầu khí có thể tích 15 lít, nhiệt độ 270C 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
p1 = 2atm
V1 = 15 lít
T1 = 273 + 27 = 300 K
Trạng thái 2
p2 = 4atm
V2 = 12 lít
T2 = ?
Giải
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có:
Kết luận