Bài 31. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Kiểm tra bài cũ:
Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.
ĐL Bôi-lơ - Ma-ri-ốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
Hệ thức: hay pV = hằng số
Câu 1. Thế nào là quá trình đẳng nhiệt? Phát biểu định luật Bôi lơ- Mariot. Viết biểu thức.
Kiểm tra bài cũ:
Câu 2. Thế nào là quá trình đẳng tích? Phát biểu định luật Sac – lơ.

Gọi tên các đẳng quá trình được biểu diễn trong các giản đồ sau:
a) và b): Quá trình đẳng nhiệt.
c) và d): Quá trình đẳng tích.

- Quá trình đẳng tích là quá trình biển đổi trạng thái khi thể tích không đổi.
- Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
HÃY QUAN SÁT
THÍ NGHIỆM
Nhúng quả bóng bàn bẹp vào nước nóng, quả bóng phồng lên như cũ.
Nhúng quả bóng bàn bị bẹp vào nước nóng thì nó sẽ như thế nào?
p1 ,V1 ,T1
p2 ,V2 ,T2
1
2
?
I. Khí thực và khí lý tưởng.
 - Khí thực (khí tồn tại trong thưc tế ) chỉ tuân theo gần đúng các định luật: Bôi lơ-Mariốt và Sác-lơ.
 - Khí lý tưởng (mẫu khí trong lý thuyết) là khí tuân theo đúng các định luật về chất khí.
* Ở nhiệt độ và áp suất thông thường, khí thực gần giống khí lý tưởng.
Ti?t 51: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản đồ như hình vẽ.
Có thể đi từ (1) sang (2) theo những đẳng quá trình nào?
- (1)  (1’)  (2);
- (1)  (2’)  (2);
- (1)  (M)  (2);
Có nhiều cách, ví dụ:
V
O
p
(1)
(2’)
(2)
V1
p2
T2
T1
p1
p2’
V2
(1’)
p1’
M
Trả lời
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
Mối liên hệ giữa các thông số p1, V1, T1 và p2, V2, T2 là gì?
V
O
p
(1)
(2’)
(2)
V1
p2
T2
T1
p1
p2’
V2
M
V
O
p
(1)
(2)
V1
p2
T2
T1
p1
V2
(1’)
p1’
M
Hãy gọi tên từng quá trình biến đổi?
(1)  (1’)  (2);
(1)  (2’)  (2)
p1 , V1 , T1
p1, , V2 , T1
( 1)
(1’)
p2 , V2 ,T2
( 2)
QT
Đẳng nhiệt
QT Đẳng tích
p1 , V1 , T1
p2, , V1 , T2
( 1)
(2’)
p2 , V2 ,T2
( 2)
QT
Đẳng tích
QT
Đẳng nhiệt
NHÓM 1, 2
NHÓM 3,4
Hãy viết biểu thức trong từng đẳng quá trình và tìm mối liên hệ giữa p,V, T?
(1)  (2’):
(a)
(2’)  (2):
(b)
V1= Const
T2=Const
P2,.V1= P2.V2
(1)  (1’):
(a)
(1’)  (2):
(b)
T1= Const
V2=Const
P1.V1= P1’.V2
NHÓM 1
NHÓM 2
Từ (a) và (b), ta có:
Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
( phương trình Clapeyron):




hay
Chú ý:
Đối với các lượng khí khác nhau thì hằng số trong phương trình trạng thái là khác nhau.
VẬN DỤNG
Một lượng khí đựng trong một xi-lanh có pit-tông chuyển động được. Lúc đầu khí có thể tích 15 lít, nhiệt độ 270C và áp suất 2atm. Khi pit-tông nén khí đến thể tích 12 lít thì áp suất khí tăng lên tới 4atm. Nhiệt độ trong pit-tông lúc này là bao nhiêu?
Tóm tắt
Trạng thái 1
p1 = 2atm
V1 = 15 lít
T1 = 273 + 27 = 300 K
Trạng thái 2
p2 = 4atm
V2 = 12 lít
T2 = ?
Giải
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có:
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp
Từ phương trình trạng thái

Khi p1= p2 thì :
=> Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Định luật Gay-luy-xác


Quá trình đẳng áp
Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.
3. Đường đẳng áp:
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
Đặc điểm:
+ Đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ trong hệ tọa độ (V,T)
+ Đường ở trên ứng với áp suất nhỏ hơn đường ở dưới
Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khí áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp.
- Ý nghĩa : Khi T = 0 K => p = 0 và V = 0. Điều đó thực tế chỉ có thể gần đạt được mà thôi. Vì nếu đạt được thì vật chất ngừng hoạt động, nghĩa là trái với quy luật vận động của vật chất.
Nhiệt giai Ken-vin: Nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ 0 K gọi là “độ không tuyệt đối”. Các nhiệt độ trong nhiệt giai của Ken-vin đều có giá trị dương và mỗi độ chia trong nhiệt giai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiệt giai Xen-xi-út (Celsius).

IV. “ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI”
Không thể đạt tới 0 K và 0 K được gọi là độ không tuyệt đối.
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
m=const
CÂU 1: Đối với một lượng khí xác định thì quá trình nào là đẳng áp?
A. Nhiệt độ không đổi, thể tích tăng
B. Nhiệt độ không đổi, thể tích giảm
C. Nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ
D. Nhiệt độ giảm, thể tích tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ

C
Củng cố
 
D
Củng cố
Vận dụng: Một lượng khí đựng trong một xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là 2 at, 15 lít, 300 K. Khi pit-tông nén khí, nhiệt độ của khí tăng lên tới 1470C, thể tích giảm còn 8 lít. Xác định áp suất của khí nén.
Tóm tắt
Trạng thái 1: p1=2 at
V1=15 lít
T1=300K.
Trạng thái 2: p2=? at
V2=12 lít
T2=420K
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có:
Suy ra p2 = 5.25at
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
I
L
T
Ư
Ở
N
G
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
1
2
3
4
5
6
TRÒ CHƠI Ô CHỮ
Câu 1: chất khí tồn tại trong thực tế như oxi, cacbon… là khí gì?

K
H
Í
T
H
Ự
C
K
H
Í
T
H
Ự
C
Câu 2: đường đẳng nhiệt có dạng là đường gì?

H
Y
P
E
B
O
L
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
Câu 3: đây là một tính chất vật lí của chất khí?

D
Ễ
N
É
N
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
Ễ
N
É
N
Câu 4: chất khí trong đó các phân tử được coi chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi…. Là khí khí lí tưởng

V
A
C
H
Ạ
M
Ễ
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
Câu 5: đây là khí tuân theo định luật bôi-lơ-ma-ri-ốt và và định luật sac-lơ
K
H
I
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
K
E
B
O
L
Ễ
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
K
H
I
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
Í
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
Câu 6: … là tính chất vật lý của vật chất, hiểu nôm na là thang đo độ "nóng" và "lạnh
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
K
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
Ễ
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
K
H
I
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
Í
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
Ễ
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
K
H
I
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
1
2
3
4
5
6
K
H
Y
P
E
H
Í
T
H
Ự
C
B
O
L
D
N
É
N
V
A
C
H
Ạ
M
I
L
Í
T
Ư
Ở
N
G
N
H
I
Ệ
T
Đ
Ộ
K
E
N
V
I
N
ĐÁP ÁN