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

Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Nêu các nội dung chính của thuyết động học phân tử chất khí?
Kiểm tra bài cũ
Kết luận: Thể tích xilanh giảm, mật độ các phân tử khí trong xilanh tăng lên, sự va chạm của các phân tử vào thành xilanh tăng lên dẫn đến áp suất chất khí trong xilanh tăng lên. Như vậy khi thể tích lượng khí V giảm thì áp suất p tăng lên.
Câu 2: Học sinh quan sát hình vẽ. Khi nén khí trong xilanh em có nhận xét gì về thể tích, mật độ các phân tử khí và áp suất trong xilanh ?
Quan sát xilanh trong hai trường hợp
Xilanh ở trạng thái 1: khối khí được xác định bởi các đại lượng áp suất p1, thể tích V1 và nhiệt độ tuyệt đối T1.
Xilanh ở trạng thái 2: khối khí được xác định bởi các đại lượng áp suất p2, thể tích V2 và nhiệt độ tuyệt đối T2.
1. Trạng thái
Áp suất p
Thể tích V
Nhiệt độ T
- Trạng thái nhiệt của một khối lượng khí được xác định bởi: p, V, T.
- Phương trình thiết lập mối quan hệ giữa các thông số trạng thái gọi là phương trình trạng thái
1. Trạng thái
2. Thông số trạng thái
Các đại lượng P, V, T được gọi là thông số trạng thái.
Trạng thái 1: p1, V1, T1
Trạng thái 2: p2,V2, T2
 Quá trình một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 gọi là quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình.
Đẳng quá trình: là quá trình mà chỉ có 2 thông số trạng thái thay đổi còn một thông số trạng thái giữ nguyên.
Có 3 đẳng quá trình: Đẳng tích, đẳng nhiệt và đẳng áp.
Thế nào là quá trình đẳng nhiệt?
2. Quá trình
Định nghĩa: Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.
T= T1= T2
Trạng thái 1:
p1, V1, T1
Trạng thái 2 :
p2, V2, T1

Tìm mối liên hệ giữa p và V của một khối khí xác định khi T không đổi?
Thí nghiệm
- 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 cách để đo độ cao cột không khí trong xilanh.
Kết quả thí nghiệm
Kết luận: khi thể tích V tăng thì áp suất p giảm.
p tỉ lệ nghịch với V
Hay p.V= const

Câu hỏi C1:
Tính giá trị tích p.V trong SGK và điền vào bảng
2. Định luật Bôilơ-Mariôt
a. Giới thiệu 2 nhà vật lí: Bôilơ và Mariôt
Robert Boyle là 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 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.
Edme Mariotte (1620-1684)
b. Định luật Bôilơ-Mariôt
Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
Hay p.V = hằng số
Định luật Bôilơ – Mariôt viết cho 2 trạng thái là:
p1V1= p2V2
(2)
(1)
c. Bài tập vận dụng
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

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




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

Vậy p2 =
Thay số vào ta có kết quả:
p2= 2.105 Pa
Nhận xét : V giảm bao nhiêu lần thì p tăng bấy nhiêu lần, ngược lại.
 đường biểu diễn sự biến thiên của p theo V của một lượng khí xác định khi T không đổi là gọi đường đẳng nhiệt.
Từ biểu thức p.V = a  p = a/V  y = a/x. Vậy p là hàm của V.
Định nghĩa : Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi.
Em hãy vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p, V) và một số tọa độ khác (p, T); (T,V) theo số liệu bài tập đã làm ?
4
1
A
V(lít)
p(atm)
B
o
1
4
2
2
C
Dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ trục p0V?
(T2 > T1)
Áp dụng thuyết động học phân tử chất khí, chứng minh đường đẳng nhiệt nằm trên có nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt nằm dưới?
(Đối với một lượng khí xác định)
Gợi ý
p2
p1
Dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ trục p0V là nhánh của Hypebol.
Đöôøng ñaúng nhieät naèm treân coù nhieät ñoä cao hôn ñöôøng ñaúng nhieät naèm döôùi
2. Nhận xét
TRÒ CHƠI Ô CHỮ
Đặc điểm một thông số trạng thái trong quá trình đẳng nhiệt ?
Quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt ?
Những đại lượng nào nói về trạng thái khí và có tên gọi là gì ?
Tên định luật của quá trình đẳng nhiệt ?
1
2
3
4
5
Dạng đường đẳng nhiệt ?
Câu 1: Hình ảnh nào thể hiện định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt?
A
A
B
Củng cố
Câu 2: Khi đẩy pittông xuống từ từ thì thể tích và áp suất khối khí trong ống bơm thây đổi thế nào? Giải thích?
Quá trình diễn ra chậm, ta coi như t = const.
Áp dụng ĐL B - M
p.V = const, V giảm
=> p tăng
Củng cố
Câu 3:Đồ thị nào sau đây không biểu diễn quá trình đẳng nhiệt?
Củng cố
Đáp án C