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?
Câu 2: Học sinh quan sát hình vẽ 29.1a. Khi nén khí trong xilanh em có nhận xét gì về thể tích, mật độ các phân tử khí và áp suất trong xilanh ?
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.
Hình 29.1a
Hình 29.1a
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.
I. TRẠNG THÁI VÀ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TRẠNG THÁI
Trạng thái : của một lượng khí xác định bởi
áp suất p, thể tích V, nhiệt độ tuyệt đối T.
V, T và p: là các thông số trạng thái.
Với T(K) = t + 273
P ( Pa)
V(cm3 ,lít)

Nhiệt độ
Áp suất
Thể tích
Từ hình vẽ 29.1a ta có. Trạng thái 1: p1, V1, T1
Trạng thái 2: p2,V2, T2
Qúa trình: Qúa 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 qúa 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.
II. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT
Định nghĩa: Qúa trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.
T = conts
Trạng thái 1:
p1, V1, T1
Trạng thái 2 :
p2, V2, T1

III. ĐỊNH LUẬT BÔILƠ-MARIÔT
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.
Hình 29.2
Kết quả thí nghiệm
Câu hỏi C1:
Tính giá trị tích p.V và điền vào bảng 29.1
Kết luận: khi thể tích V tăng thì áp suất p giảm.
p tỉ lệ nghịch với V
Hay p.V= conts

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 =
V2
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.
p1V1
IV. ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT
Định nghĩa : Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi.

2. Câu hỏi 2:
a, Từ kết quả bài tập vận dụng hãy vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ p-V?
Gợi ý: Chọn thêm giá trị p3=1,5.105Pa tính ra V3 ta được 3 điểm trên trục toạ độ p-V. Nối 3 điểm này ta được đường đẳng nhiệt.
b, Vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ p-T, V-T ?

Hệ toạ độ p-V
Hệ toạ độ T-V
Đường đẳng nhiệt trong các toạ độ:
Hệ toạ độ p-T
Nếu tiến hành quá trình đẳng nhiệt cùng một lượng khí ở hai nhiệt độ T1, T2 khác nhau . Gỉa sử T1 > T2 thì hình dạng đường đẳng nhiệt của khối khí trong hai trường hợp sẽ như thế nào ?
Minh hoạ đường đẳng nhiệt trong quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí.
V. CỦNG CỐ
Câu hỏi 1: Hãy giải thích hiện tượng ở hình 29.1a bằng định luật Bôilơ-Mariốt ?
Hình 29.1a
Nếu nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.
Vận dụng biểu thức định luật Bôilơ-Mariốt: p1V1=p2V2
Khi thể tích khí trong xilanh giảm thì áp suất trong xilanh sẽ tăng lên.
Hình 1
Hình 2
Câu hỏi 2: Qúa trình nào đưới đây không phải là quá trình đẳng nhiệt ?
NGUYỄN DUYÊN HẢI
Trường PTTH Vĩnh Linh