Bài 29. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1. Phát biểu nội dung chính của thuyết động học phân tử chất khí
Trả lời:
Các phân tử khí có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách;
Nhiệt độ càng cao chuyển động nhiệt càng nhanh;
Các phân tử va chạm với nhau và vào thành bình gây nên áp suất.
TIẾT 49 - BÀI 29
QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT
ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ MA-RI-ỐT
Boyle (1627 -1691)
Mariotte (1620 -1684)
I. TRẠNG THÁI VÀ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TRẠNG THÁI
1. Trạng thái
Trạng thái của một lượng khí đặc trưng bởi 3 thông số:
+ Áp Suất p ( Pa, atm,at, mmHg; bar)
1at = 9,18.104 Pa
1atm = 1,013.105 Pa = 760 mmHg
1Bar = 105 Pa
+ Thể tích V ( Lít, cm3 ……); 1 lít = 1dm3
+ Nhiệt độ tuyệt đối T : T (K) = 273 + t0(c)
Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T.
2. Các thông số trạng thái
Xét một lượng khí trong xi lanh vậy trạng thái lượng khí đó được xác định bởi những đại lượng nào?
3.Quá trình biến đổi trạng thái (Quá trình)
Quan sát một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. Hãy cho biết thế nào là quá trình biến đổi trạng thái?
Trạng thái 1
(V1; T1; p1)
Trạng thái 2
(V2; T2; p2)
* Lượng khí chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác gọi là quá trình biến đổi trạng thái (Quá trình)
* Phương trình trạng thái là phương trình thiết lập mối quan hệ giữa các thông số trạng thái.
Trạng thái 1
( V1; T1; p1)
Trạng thái 2
( V2; T2; p2)
4. Đẳng quá trình
* Đẳng quá trình: Là quá trình trong đó chỉ có hai thông số trạng thái biến đổi, còn một thông số trạng thái không đổi.
Một lượng khí biến đổi trạng thái có thể có bao nhiêu đẳng quá trình?
Là những quá trình nào?
* Một lượng khí biến đổi trạng thái có 03 đẳng quá trình:
+ Quá trình đẳng nhiệt;
+ Quá trình đẳng áp;
+ Quá trình đẳng tích.
II. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT
* Định nghĩa: Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.
* Thông số trạng thái:
Trạng thái 1
(V1; p1; T1)
Trạng thái 2
T=T1=T2
Hay:
(V1; p1; T)
(V2; p2; T)
(V2; p2; T1)
III. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ  MA-RI-ỐT
1. Đặt vấn đề
Khi nhiệt độ không đổi, liệu có mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của một lượng khí không?
2. Thí nghiệm
Làm thế nào để biết được mối liên hệ giữa thể tích và áp suất khi nhiệt độ không đổi?
2. Thí nghiệm
a. Dụng cụ
Áp kế:
- GHĐ: 0,4.105 ÷ 2,1.105 Pa
- Độ chia nhỏ nhất: 0,05.105 Pa
Pit-tông
Xilanh
Nhiệt độ T coi như không đổi trong quá trình tiến hành thí nghiệm.
b. Tiến hành: Đẩy Pít-tông lên, xuống thay đổi thể tích của lượng khí trong xilanh quan sát áp kế.
Thước đo chiều cao
c. Kết quả thí nghiệm
20
20
20,1
20
2,00
10
20
30
40
0,50
0,67
1,00
1
2
3
4
Kết luận: Tích số pV gần như không đổi trong 4 lần đo vậy p tỉ lệ nghịch với V
3. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
a. Định luật: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
b. Công thức
* Ứng với hai trạng thái khác nhau
c. Điều kiện để áp dụng định luật
* 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.
IV. ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT
1. Định nghĩa: Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt.
2. Đặc điểm
Bảng kết quả thí nghiệm
p (.105 Pa)
V(cm3)
20
40
10
0.5
1
2
Chú ý
+ Một ô trên trục V ứng với 10 (cm3)
+ Một ô trên trục p ứng với 0.5 .105Pa)
2:06 PM
P2
P1
(T2 > T1)
O
Đường đẳng nhiệt nào có nhiệt độ lớn hơn? Giải thích?
V1=V2
Suy ra T1 < T 2
IV. ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT
- Trong hệ tọa độ (p, V) đường đẳng nhiệt là đường hyperbol
- Cùng một lượng khí ứng với các nhiệt độ khác nhau có các đường đẳng nhiệt khác nhau, đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới.
2. Đặc điểm
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Một khối khí có thể tích 4 lít ở áp suất 105Pa. Nếu nén đẳng nhiệt thể tích khối khí xuống còn 2 lít thì áp suất của khối khí lúc này là bao nhiêu?

Giải
Theo định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt ta có:
p1V1= p2V2

Vậy: p2 =
Nhận xét : V giảm bao nhiêu lần thì p tăng bấy nhiêu lần, và ngược lại.
Tóm tắt
V1 = 4 lít
p1 = 105Pa
V2 = 2 lít
p2 = ? lít

BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 2: Dưới áp suất 105 Pa một lượng khí có thể tích 8 lít. Tính thể tích của lượng khí này khi áp suất 1,25.105 Pa. Biết nhiệt độ được giữ không đổi.
Tóm tắt
p1 = 105 Pa
V1 = 8 lít
p2 = 1,25.105 Pa
V2 = ? lít
Giải
Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.