Xét một quá trình đẳng áp, trong đó áp suất pkhông đổi và bỪng p1. Phđểng trừnh (47.4) trẻ thộnh
(47.5) Theo hệ thức này :
ThÓ tÝch V cựa mét lđĩng khÝ cã ịp suÊt khềng ệữi thừ tử lỷ với nhiệt độ tuyệt đối của khí. Đó là nội dung của định luật Gay Luy-xác.
3. Bài tập vận dụng
Một quả bóng thám không có thể tích V1= 200 l ở nhiệt độ t1= 27oC trến mẳt ệÊt. Bãng ệđĩc thờ ra vộ bay lến ệạn ệé cao mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn bằng 0,6 áp suất khí quyển ở mặt đất và nhiệt độ là t2= 5oC. Tính thể tích của quả bóng ở
độ cao đó (bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ bóng).
Bài giải
ịp dông phđểng trừnh trỰng thịi
ta suy ra :
= = + ≈
1 2 +
2 1
2 1
1 5 273
. . 200. . 309
0,6 27 273 p T
V V l
p T
1 1 2 2
1 2
p V p V T = T
1
hằng số
V C
T = p = hằng số pV
T =
1 1 2 2
1 2
p V p V T = T
1
1 1 2 2
2
p V p T V
= T
1
2 2
2
' T
p p
= T
2 1
2 2
p' T p = T
1. Thiạt lẺp phđểng trừnh trỰng thịi bỪng cịch thùc hiỷn hai giai ệoỰn biạn ệữi
(1) (2’) (2)
2. Tõ phđểng trừnh trỰng thịi (47.4), hởy từm lỰi ệỡnh luẺt Bềi-lể −Ma-ri-èt vộ ệỡnh luẺt Sịc-lể.
3. Hai phđểng trừnh trỰng thịi cựa hai lđĩng khÝ khịc nhau thừ cã khịc nhau khềng ? Nạu cã thừ khịc nhau ở chỗ nào ?
4. Viạt phđểng trừnh biÓu diÔn ệỡnh luẺt Bềi-lể −Ma-ri-èt ệèi vắi cỉng mét lđĩng khÝ nhđng ẻ hai nhiỷt ệé tuyỷt ệèi khịc nhau. Hai phđểng trừnh Êy cã khịc nhau khềng ? Nạu cã thừ khịc nhau ẻ chỗ nào ?
5. Tõ phđểng trừnh (47.5) suy ra phđểng trừnh (47.6) (trong trang 234) vộ ngđĩc lỰi.
6. Tõ ệỡnh luẺt Bềi-lể −Ma-ri-èt vộ ệỡnh luẺt Gay Luy-xịc (47.5) suy ra phđểng trừnh trỰng thịi cựa chÊt khÝ.
1. ậèi vắi mét lđĩng khÝ xịc ệỡnh, quị trừnh nộo sau ệẹy lộ ệỬng ịp ? 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.
2. Nén 10 lkhí ở nhiệt độ 27oC để cho thể tích của nó chỉ còn là 4 l, vì nén nhanh khí bị nóng lên
đến 60oC. Hỏi áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần ? (Có thể đối chiếu với bài tập 3 ở bài Định luật Bôi-lơ −Ma-ri-ốt).
3. Một bình bằng thép dung tích 50 lchứa khí hiđrô ở áp suất 5 MPa và nhiệt độ 37oC. Dùng bình nộy bểm ệđĩc bao nhiếu quờ bãng bay, dung tÝch mẫi quờ 10 l, ịp suÊt mẫi quờ 1,05.105Pa ? Nhiệt độ khí trong bóng bay là 12oC.
4. Một mol khí ở áp suất 2 atm và nhiệt độ 30oC thì chiếm một thể tích là bao nhiêu ?
bài tập
2 2 2
p V T
2' 1 2
⎯⎯→ p
V T
1 1 1
⎯⎯→ p
V T
c©u hái
Gay Luy-xịc (Louis Joseph Gay - Lussac, 1778 −1850, nhộ vẺt lÝ vộ hoị hảc ngđêi Phịp)
đã tìm ra định luật mang tên ông bằng thực nghiệm từ năm 1802 với cách phát biểu nhð sau : ThÓ tÝch Vcựa mét lđĩng khÝ cã ịp suÊt khềng ệữi biạn ệữi tuyạn tÝnh theo nhiỷt ệé Xen-xi-út tcủa khí
V= V0(1 + βt) (47.6)
Vvộ V0lẵn lđĩt lộ thÓ tÝch cựa khÝ ẻ nhiỷt ệé t vộ 0oC. Hỷ sè β (ệảc lộ bếta) cã giị trỡ không đổi và bằng độ−1đối với mọi khoảng nhiệt độ và mọi chất khí khác nhau. Hệ số βgọi là hệ số nở đẳng ápcủa chất khí.
Hai cềng thục (47.5) vộ (47.6) tđểng ệđểng vắi nhau, tõ cềng thục nả cã thÓ suy ra cềng thức kia. Đó là hai cách diễn đạt khác nhau của định luật Gay Luy-xác. Học sinh chỉ cần nhớ và biết vận dụng công thức (47.5).
Ba ệỡnh luẺt vÒ chÊt khÝ ệÒu ệđĩc phịt hiỷn bỪng thùc nghiỷm : ệỡnh luẺt Bềi-lể −Ma-ri-èt vào năm 1662, định luật Sác-lơ vào năm 1787, định luật Gay Luy-xác vào năm 1802. Sau này Cla-pế-rền gép kạt quờ cựa ba ệỡnh luẺt vộo mét phđểng trừnh (1834), ệã lộ phđểng trừnh trỰng thịi. Phđểng trừnh nộy cho thÊy rỪng ba ệỡnh luẺt vÒ chÊt khÝ khềng ệéc lẺp ệèi vắi nhau, mỗi định luật có thể coi là hệ quả của hai định luật kia.
Từ thuyết động học phân tử của chất khí và thừa nhận nhiệt độ tỉ lệ với động năng chuyển
ệéng nhiỷt cựa phẹn tỏ, ngđêi ta cã thÓ chụng minh ệđĩc phđểng trừnh trỰng thịi.
1 273
Em cã biÕt ?
Phđểng trừnh trỰng thịi (47.4) cho biạt sù phô thuéc lÉn nhau cựa ba ệỰi lđĩng ệẳc trđng cho trỰng thịi cẹn bỪng cựa mét lđĩng khÝ, ệã lộ : ịp suÊt p, thể tích V, nhiệt độ T(p, V, Tcòn gọi là ba thông số trỰng thịicựa lđĩng khÝ).
Nạu muèn xĐt mèi liến quan cựa ba ệỰi lđĩng Êy vắi khèi lđĩng (hoẳc sè mol) cựa lđĩng khÝ thừ
phời tÝnh thếm hỪng sè ẻ vạ phời cựa phđểng trừnh trạng thái (47.4).