Bài 30. Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ

Tại sao khi chế tạo bóng đèn (đèn sợi đốt) người ta nạp đầy khí trơ ở áp suất thấp?
Đèn sợi đốt
Lốp xe bơm căng để ngoài nắng có thể bị nổ. Tại sao?
Tại sao nồi áp suất phải có van an toàn?
Bài học hôm nay có thể cho các em giải thích được nhiều hiện tượng như trên
Mục tiêu bài học:
+Nêu được định nghĩa quá trình đẳng tích.
+Phát biểu và nêu được hệ thức về mối quan hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
+Nhận được dạng đường đẳng tích trong hệ tọa độ (P,T).
+Phát biểu được định luật Sác-lơ.
2. +Xử lí các số liệu ghi trong bảng kết quả thí nghiệm để rút ra kết luận về quan hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
+Vận dụng được định luật Sác-lơ để giải các bài tập ra trong bài và các bài tập tương tự.
I/ QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH.
Định nghĩa: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.(V= hằng số)

Viết hai thông số của quá trình đẳng tích?
T: nhiệt độ. ( đơn vị: K )
P: áp suất. ( đơn vị: N/m2 )
Làm thế nào để tìm được mối quan hệ định lượng giữa áp suất và nhiệt độ của một lượng khí khi thể tích không đổi?
Giữ thể tích không đổi làm thay đổi nhiệt độ theo dõi sự biến đổi của áp suất từ đó tìm ra mối quan hệ.
Từ định nghĩa quá trình đẳng nhiệt em hãy nêu định nghĩa quá trình đẳng tích?
Quá trình đẳng nhiệt
Ví dụ: Lốp xe được bơm căng để ngoài nắng…
II/ ĐỊNH LUẬT SÁC – LƠ.
1. Thí nghiệm .
XEM THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG
Điền các giá trị của T và P vào bảng 1.
C1: Hãy tính các giá trị của P/T ở bảng. Từ đó rút ra mối quan hệ giữa P và T trong quá trình đẳng tích.
Vì P/T = hằng số,
nên p ~ T.
Đây chính là quan hệ về mặt
định lượng giữa P và T của một lượng
khí khi thể tích không đổi.Mối quan
hệ này được nhà bác học SÁC- LƠ
khái quát thành nội dung và
được gọi là định luật SÁC – LƠ.
2/ Định luật Sác – Lơ.
Phát biểu: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Biểu thức:
Phát biểu trên là một trong nhiều cách phát biểu của định luật sác – Lơ ( Charles, 1764 – 1823, nhà vật lí người Pháp).
Một em hãy đọc lên
nội dung của
định luật Sác – lơ.
Gọi P1, T1 là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối ở trạng thái 1; P2, T2 là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối ở trạng thái 2; Ta có biểu thức của định luật là:
III/ ĐƯỜNG ĐẲNG TÍCH.
Hãy dùng các số liệu thu được từ thí nghiệm để vẽ
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo
nhiệt độ tuyệt đối trong hệ tọa độ ( P, T).
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích.
o
p
T (k)
V1
V2
V1 < V2
Học sinh chú ý!
Học sinh chú ý!
Vậy ta có:
Đường đẳng tích trên có thể tích nhỏ hơn đường đẳng tích dưới.
Hai trạng thái 1 và 2 ở dưới có cùng nhiệt độ nhưng có
P1>P2 nên theo định luật Bôilơ – Mari-ôt thì V1Câu hỏi và bài tập.
Câu1: Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác-lơ?
Câu 2: Trong hệ tọa độ (p,T) đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích?
Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ.
B. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ.
C. Đường hypebol.
D. Đường thẳng cắt trục p tại điểm p = p0.
Giải thích hiện tượng.
Tại sao khi chế tạo bóng đèn (đèn sợi đốt) người ta nạp đầy khí trơ ở áp suất thấp?
Đèn sợi đốt
Giải thích hiện tượng.
Khi đèn sáng nhiệt độ của sợi đốt tăng cao làm áp suất chất khí trong bóng tăng mạnh bằng với áp suất không khí bên ngoài để không bị vỡ.
p
Giải thích hiện tượng.
Lốp xe bơm căng để ngoài nắng có thể bị nổ. Tại sao?
Tại sao nồi áp suất phải có van an toàn?
Khi để lốp xe ngoài nắng nhiệt độ khí trong xăm tăng làm áp suất tăng theo nếu lốp xe được bơm căng trước có thể bị nổ.
Câu hỏi và bài tập.
Bài tập:
Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 300C và áp suất 2 bar. ( 1 bar = 105 Pa). Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi.
Hướng dẫn:
Theo đề thì đây là quá trình đẳng tích. Để áp suất tăng gấp đôi thì theo định luật Sác-lơ, nhiệt độ tuyệt đối cũng tăng gấp đôi.
Vậy T2 = 2.T1 = 2.( t1 + 273 ) = 2.303 = 606 K
Hay tương ứng nhiệt độ t2 = 3330C.