Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Marriote
Bài 29:
1. Trạng thái của một lượng khí
Áp suất (p): Pa, N/m2, at, mmHg
Thể tích (V): m3, l
Nhiệt độ tuyệt đối (T): K
T (K) = 273 + t (0C)
VD: khối khí trong 1 quả bong bóng có
P = 1at
V = 1l
T = 300 K
P = 1at
V = 1l
T = 300 K
Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các thông số trạng thái: áp suất, thể tích và nhiệt độ
2. Quá trình biến đổi trạng thái
Trạng thái 1
(p1, V1, T1)
Trạng thái 2
(p2, V2, T2)
p1, V1, T1
p2, V2, T2
Quá trình biến đổi trạng thái: là quá trình để lượng khí chuyển từ trạng thái này sang trạng khái khác
3. Đẳng quá trình
* Một lượng khí biến đổi trạng thái có 03 đẳng quá trình:
Quá trình đẳng nhiệt: T = hằng số
Đẳng quá trình: là quá trình mà chỉ có 2 thông số trạng thái thay đổi còn một thông số trạng thái giữ nguyên.
Quá trình đẳng áp: p = hằng số
Quá trình đẳng tích: V = hằng số
T = hằng số
Ở quá trình T không đổi, P và V liên hệ như thế nào?
1. Định nghĩa
Trạng thái 1
p1, V1, T1
p2, V2, T2
Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi.
Trạng thái 2
T1 = T2
40ml
32ml
Khi đặt hai cuốn sách lên thì pittong đi xuống, thể tích khối khí bên trong xilanh giảm dần và áp suất bên trong sẽ tăng dần cho tới khi cân bằng thì pittong dừng lại.
2. Thí nghiệm
Thí nghiệm định tính:
2. Thí nghiệm
a) Dụng cụ
- Gồm một pittông và xilanh.
- Trên pittông có gắn một áp kế đo áp suất chất khí trong xilanh.
- Xilanh có gắn thước chia khoảng để đo độ cao cột không khí trong xilanh.
b) Trình tự thí nghiệm
Dùng tay ấn pittông xuống hoặc kéo pittông lên để làm thay đổi áp suất khí trong xilanh.
Sự thay đổi áp suất trong xilanh được nhận biết bằng áp kế
Áp kế
Pittông
Thước đo chiều cao cột khí
Lượng khí khảo sát
Thí nghiệm định lượng:
2. Thí nghiệm
Áp kế
Pittông
Thước đo chiều cao cột khí
Lượng khí khảo sát
c) Kết quả thí nghiệm
 p0V0  p1V1  p2V2 = p3V3 = p4V4
2. Thí nghiệm
2. Định luật Boyle – Marriote
Hay p.V = hằng số
Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt viết cho 2 trạng thái là:
Điều kiện để áp dụng ĐL:
* Nhiệt độ không đổi và lượng khí xác định;
* Khí lý tưởng hoặc khí thực ở điều kiện T, p thông thường;
* Hằng số trên phụ thuộc vào nhiệt độ và lượng khí.
Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
 
p1V1= p2V2
Robert Boyle (1627-1691)
Nhà vật lí người Anh. Ông bắt đầu nghiên cứu về tính chất của chất khí từ năm 1659 qua nhiều thí nghiệm. Ông đã tìm ra định luật và công bố nó vào năm 1662.
Edme Mariotte (1620-1684) là nhà vật lí người Pháp. Bằng những nghiên cứu của mình ông cũng đã tìm ra mối liên hệ giữa p và V khi T không đổi. Và công bố ở Pháp vào năm 1676.
Khi hút chân không, áp suất giảm đi, thể tích của quả bóng tăng lên
Giải thích hiện tượng sau. Khi hút chân không trong bình thì quả bóng phình to lên
Đường biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của lượng khí vừa khảo sát trên hệ tọa độ (p,V) sẽ có dạng như thế nào?
- Đường ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn
- Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí có các đường đẳng nhiệt khác nhau.
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất (p) theo thể tích (V) khi nhiệt độ (T) không đổi gọi là đường đẳng nhiệt

Trong hệ tọa độ (p,V) đường này là đường hyperbol
p2
p1
(T2 > T1)
Giải thích:

- Kẻ đường thẳng song song với trục P, cắt 2 đường đẳng nhiệt, tương ứng ta có P1 và P2 đối với trục P.
Vì sao đường đẳng nhiệt ở trên ứng nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt dưới?
- V không đổi, p2 > p1. Như thế các phân tử khí ở trạng thái 2 phải va chạm vào thành bình mạnh hơn nghĩa là chuyển động vận tốc trung bình lớn hơn nên T2 >T1
p2
p1
Hệ tọa độ V - T
Hệ tọa độ p - T
V2
V1
Hãy vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ p - T và V – T
Quá trình hít vào
Xét gần đúng coi nhiệt độ không đổi
Để hít vào cơ hoành giãn ra, thể tích phổi tăng lên nên áp suất bên trong giảm thấp hơn áp suất khí quyển bên ngoài vì vậy không khí đi vào phổi.
Quá trình hít thở của con người diễn ra như thế nào
Quá trình thở ra
Xét gần đúng coi nhiệt độ không đổi
Để thở ra vào cơ hoành nâng lên, thể tích phổi giảm đi nên áp suất bên trong tăng lên lớn hơn áp suất khí quyển bên ngoài vì vậy không khí từ phổi đi ra ngoài
Quá trình hít thở của con người diễn ra như thế nào?
Câu 1: Khi nhiệt độ không đổi :
Áp suất của chất khí tỉ lệ thuận thể tích.
Áp suất của chất khí giảm đi 5 lần thì thể tích tăng 5 lần.
Áp suất của chất khí tăng lên 5 lần thì thể tích tăng 5 lần.
Áp suất của chất khí không đổi.
Câu 2: Trong các đại lượng sau đây, đại lượng nào KHÔNG phải là thông số trạng thái của một lượng khí ?
Thể tích.
Khối lượng.
Nhiệt độ tuyệt đối.
Áp suất.
Câu 3: Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Bôilơ – Mariôt?
p1V1 = p2V2. B.

C. D. p ~ V
 
 
Trạng thái 1 Trạng thái 2
V1= 4 lít V2= 2 lít
p1= 105 Pa p2= ?

Giải
Theo định luật Bôilơ-Mariốt ta có: p1V1= p2V2

=> p2= 2.105 Pa
Câu 4. 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?