Bài 31: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG
VẬT LÍ 10
NỘI DUNG:
1
3
Quá trình đẳng áp
4
Độ không tuyệt đối
Khí thực và khí lí tưởng
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
2
-Khí thực:
Là khí tồn tại trong thực tế
Chỉ tuân theo gần đúng các định luật: Bôi-lơ ma-ri-ốt và Sác-lơ
-Khí lí tưởng:
Là mẫu khí trong lý thuyết
Là khí tuân theo đúng các định luật về chất khí
I.Phương trình trạng thái khí lí tưởng
- Ở điều kiện thông thường có thể coi gần đúng khí thực là khí lí tưởng khi không yêu cầu độ chính xác cao
II. Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Phương trình trạng khí lí tưởng (hay còn được gọi là phương trình Clapeyron) có dạng tổng quát sau:
Trong đó:
P : áp suất không khí (Pa)
V : thể tích khí (m3)
n : số mol khí (mol) =const
R : hằng số khí (R=0,08=const)
T : nhiệt độ (K)
Trạng thái 1
Trạng thái 2`
Trạng thái 2
Trạng thái 2
Trạng thái 2`
Trạng thái 2`
p1
V1
T1
p2
V2
T2
p2`
V1
T2
p2`
V1
T2
Trạng thái 1
Đẳng nhiệt
Đẳng tích
Định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt
Định luật Sác-lơ
Từ hai phương trình, ta có:


Thế (b) vào (a) ta được:

Ta có thể viết: hay
III. Quá trình đẳng áp
1. Quá trình đẳng áp
- Là 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 trong quá trình đẳng áp
Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng:
Khi p1=p2 thì :
=> Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối ( Định luật Gay-luy-xắc)


Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khí áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp.
- Đặc điểm:
+ Đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ trong hệ tọa độ(V,T)
+ Đường ở trên ứng với áp suất nhỏ hơn ở đường bên dưới
3. Đường đẳng áp
- Ý nghĩa : Khi T=0 K => p=0 và V=0. Điều đó thực tế chỉ có thể gần đạt được mà thôi. Vì nếu đạt được thì vật chất ngừng hoạt động, nghĩa là trái với quy luật vận đọng cảu vật chất .
- Nhiệt giai Kevin: Nhiệt giai bắt đầu nhiệt độ bằng 0 K gọi là “Độ không tuyệt đối”. Các nhiệt độ trong nhiệt giai Kevin đều có giá trị dương và mỗi độ chai tỏng nhiệt giai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiệt giai Celsius.
→ Không thể đạt tới 0 K và 0 K gọi là độ không tuyệt đối.
IV. Độ không tuyệt đối
VẬN DỤNG
Câu 1: Một lượng khí đựng trong một xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là 2 atm, 15 lít, 300 K. Khi pit-tông nén khí, nhiệt độ của khí tăng lên tới 1470C, thể tích giảm còn 8 lít. Xác định áp suất của khí nén.
Tóm tắt
Trạng thái 1: p1= 2 atm
v1= 15 lít
T1= 300 K
Trạng thái 2: p2= ? atm
V2= 12 lít
T2= 420 K
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có:





Suy ra p2= 3,5 (atm)
Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm3 khí hidro ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 270℃. Tính thể tích của lượng khí trên ở điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 0℃ ).
Tóm tắt
Trạng thái 1 Trạng thái 2
p1= 750 mmHg p2= 760 mmHg
V1= 40 cm3 V2= ?
t1= 27℃ => t1= 300K t2= 0℃ =>t2= 373K
Lời giải
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng:



Suy ra V2= 36 cm3




Câu 3: Một xilanh kín được chia làm hai phần bằng nhau bởi pittông cách nhiệt, mỗi phần có chiều dài l0 = 30cm chứa lượng khí giống nhau ở 270C. Nung nóng một phần thêm 100C và làm lạnh phần kia bớt 100C. Hỏi pittông dịch chuyển một đoạn bao nhiêu?
Giải
- Áp dụng phương trình trạng thái cho khí trong mỗi phần xi lanh
+ Phần bị nung nóng:

+ Phần bị làm lạnh:

- Từ (1) và (2), suy ra:

- Thay V1 = S(l0+ x) và V2 = S(l0 – x) vào (3), ta được:

Suy ra: x =

Thay số ta có x =1 cm.
For listening
Thank you