Bài 31. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

CÂU 1. Phát biểu và viết biểu thức của định luật sác - lơ
CÂU 2. Định nghĩa đường đẳng tích. Trong hệ tọa độ (p, T) đường này có đặc điểm gì?
Trong quá trình này, cả nhiệt độ, thể tích và áp suất của một lượng khí chứa trong quả bóng đều thay đổi. Vậy phải dùng phương trình nào để xác định mối liên hệ giữa ba thông số của lượng khí này?
Nhúng quả bóng bàn bẹp vào nước nóng, quả bóng phồng lên như cũ.
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
IV. ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
Những thí nghiệm chính xác cho thấy
Khí thực chỉ tuân theo gần đúng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt và Sác –lơ
Chỉ có khí lí tưởng là tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học
Tuy nhiên sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không lớn ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
Để lập phương trình ta chuyển lượng khí từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1 ) sang trạng thái 2 ( p2 , V2 , T2 ) qua trạng thái trung gian 1’ ( p’ , V2, T1 )
P1 , V1 , T1
P2 , V2 , ,T2
P’ , V2 , T1
( 1)
(1’)
( 2)
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
P1 , V1 , T1
P’ , V2 , T1
( 1)
(1’)
C1. Lượng khí được chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 1’ bằng quá trình nào?
Trả lời: bằng quá trình đẳng nhiệt vì nhiệt độ tuyệt đối không đổi
Hãy viết biểu thức liên hệ giữa p1, V1 và p’, V2
P1.V1 = p’.V2
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
P1 , V1 , T1
P’ , V2 , T1
( 1)
(1’)
C1. Lượng khí được chuyển từ trạng thái 1’ sang trạng thái 2 bằng quá trình nào?
Trả lời: bằng quá trình đẳng tích vì thể tích không đổi
Hãy viết biểu thức liên hệ giữa p’, T1 và p2, T2
P1.V1 = p’.V2
P2 , V2 , ,T2
( 2)
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
P1.V1 = p’.V2
Từ hai phương trình
Hằng số
Phương trình trạng thái khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn
Cla-pê-rôn(Clapeyron) nhà vật lí người Pháp, phương trình trên được ông đưa ra vào năm 1834
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
Dưới đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trên trong hệ tọa độ (p,V)
(1)
(1`)
(2)
T2
T1
P2
P1
P`
0
V1
V2
p
V
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
Bài tập ví dụ
ở trạng thái 1
V1 = 100cm3
P1 = 105 Pa
t1 = 270C
T1 = 273 + 27 = 300K
V2 = 20cm3
ở trạng thái 2
t2 = 390C
T2 = 273 + 39 = 312K
P2 = ?
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng
Pa
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
1. Quá trình đẳng áp
Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.
2.Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối.
Nhà bác học người pháp Gay-Lussac(1778-1850) xác lập sự phụ thuộc của thể tích một khối lượng khí xác định vào nhiệt độ khi áp suất không đổi bằng phương pháp thực nghiệm năm 1820.
Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối
Hằng số
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
1. Quá trình đẳng áp
2.Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối.
3.Đường đẳng áp
Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp.
Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí thì các đường đẳng áp khác nhau.
I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
IV. ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI
Ken-vin đưa ra một nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ 0 K và 0 K gọi là độ không tuyệt đối.
Củng cố:
CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TRẠNG THÁI
p
V
O
T
O
V
O
p
V
O
T
V
O
p
T
O
V
p
O
T
p
T
O
V
T
O
p
CỦNG CỐ
CÂU 1 .Có một lượng khí đựng trong bình . Hỏi áp suất của khí sẽ như thế nào nếu thể tích của tăng gấp 3 lần , còn nhiệt độ giảm đi một nửa ?
A. Áp suất không đổi
B. Áp suất tăng gấp đôi
C. Áp suất tăng gấp bốn lần
D. Áp suất giảm đi sáu lần
CỦNG CỐ
CÂU 2. Một lượng khí oxi có thể tích 41 cm3 ở nhiệt độ 270C và áp suất 3atm. Tính thể tích và khối lượng riêng của lượng khí này ở điều kiện chuẩn? Biết rằng ở điều kiện chuẩn lượng khí oxi có khối lượng 0,16.10-3 kg
CỦNG CỐ
Gọi V1 là thể tích của lượng khí oxi ở điều kiện chuẩn
Áp dụng phương trình của khí lí tưởng cho lượng oxi
Khối lượng riêng của khí oxi ở ĐKC
Giải
Trạng thái 1
Trạng thái 2
=>