Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Quá trình đẳng nhiệt đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ thể tích không đổi.. Định luật Bôi-Mariot: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất t

Tổ VẬT Lí

TrườngưTHptưcâmưthủyưIII

1 Thế nào là quá trình: đẳng nhiệt, đẳng tích? Phát biểu định luật Bôi-Mariot và định luật Sac-lơ.

 1 Quá trình đẳng nhiệt (đẳng tích) là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ (thể tích) không đổi

Định luật Bôi-Mariot: Trong quá trình đẳng nhiệt

của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với

thể tích.

Định luật Sac-lơ: Trong quá trình đẳng tích của

một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối.

2 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

V

p

O

a)

T

p

O

b)

T

p

O

c)

V

p

O

d)

3 Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trờn giản

đồ như hỡnh vẽ.

b) So sỏnh nhiệt độ tại (1) và (1 ).’).

(2) và (2 )’).

So sánh thể tích V 1 và V 2

c) Cú thể đi từ (1) sang (2)

theo những đẳng quỏ trỡnh nào?

a) So sỏnh T1 và T2.

V O

p

(1)

(2’)

(2)

V1

2

T1

p1

p2’

V2

(1’)

p1’

M

3 Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản

đồ như hình vẽ.

 T1 > T2. a) So sánh T1 và T2

V O

p

(1)

(2’)

(2)

V1

2

T1

p1

p2’

V2

(1’)

p1’

M

3 Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trờn giản

đồ như hỡnh vẽ.

 Tại (1) và(1’).): T1 = T1 Tại (2) và (2’).) :T2 = T2

V1 < V2’

b) So sỏnh nhiêt độ tại (1)và(1’)

(2) và (2 )’).

so sánh thể tích V 1 và V 2’

V O

p

(1)

(2’)

(2)

V1

2

T1

p1

p2’

V2

(1’)

p1’

M

3 Cho hai đường đẳng nhiệt biểu diễn trên giản

đồ như hình vẽ.

c) 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

2

T1

p1

p2’

V2

(1’)

p1’

M

Trong các quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định, khi một thông số trạng thái thay đổi thì một hoặc các thông số còn lại cũng thay đổi.

T

1 Khí thực và khí lý tưởng.

 - Khí thực (khí tồn tại trong thực tế) chỉ tuân theo gần đúng các định luật: Bôi-Mariot và Sac-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.

2 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Hãy quan sát một cách biến

đổi trạng thái từ (1) sang (2)

của một lượng khí nhất định!

Gọi tên từng quá trình

biến đổi và viết biểu thức liên

hệ giữa các thông số trạng thái

trong từng quá trình?

V O

p

(1)

(2’)

(2) V

2

T1

p1

p2’

V

2 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

  (1)  (2’):

(a)

  (2’)  (2):

(b)

đẳng tích

đẳng nhiệt

V O

p

(1)

(2’)

(2)

V1

2

T1

p1

p2’

V2

2 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

T1 = p’2

t2

P2’ v1­=­p2v2

2 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Từ (a) và (b), hãy tìm mối liên hệ trực tiếp giữa

các thông số của khối khí ở

hai trạng thái (1) và (2)?

1 1 2 2

pV

const

T 

 

PTTT của khí lí tưởng

pV

const

T 

1 1 2 2

V O

p

(1)

(2’)

(2) V

2

T1

p1

p2’

V

 Chú ý:

- Đối với các lượng khí khác nhau thì hằng số trong phương

trình trạng thái là khác nhau.

- Với 1 mol khí bất kì thì hằng số này bằng R = 8,31 J/(mol.K);

R được gọi là hằng số khí lý tưởng.

- Các phương trình của định luật Bôi-Mariot và định luật Saclơ

có thể xem là các trường hợp riêng của phương trình trạng thái.

2 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Hay:

pV

const

p V p V

T  T

* Bài tập áp dụng:

pittông chuyển động được Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 2 atm, 15 lít, 300 K Khi pittông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít Xác định nhiệt

độ của khí nén

Hay:

pV

const

p V p V

T  T

* Bài tập áp dụng:

1 1 2 2

Tóm tắt:

p1 = 2 atm; V1 = 15 lít; T1 = 300 K.

p2 = 3,5 atm; V2 = 12 lít.

T2 = ?

Giải:

2 2

1 1

p V

p V



2

3,5(atm).12(lit)

2(atm).15(lit)

Thay số, được kết quả: T2 = 420 K.

Từ suy ra

Một lượng khí đựng trong xilanh có pittông

chuyển động được Các thông số trạng thái của

lượng khí này là: 2 atm, 15 lít, 300 K Khi pittông

nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể

tích giảm còn 12 lít Xác định nhiệt độ của khí

nén.

Hay:

pV

const

p V p V

T  T