bài giảng vật lý 10 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
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 ( p
1
, V
1

, T
1
) sang trạng
thái 2 ( p
2
, V
2
, T
2
) qua trạng thái trung
gian 1’ ( p’ , V
2
, T
1
)
P
1
, V
1
, T
1

P
2
, V
2

,
,T
2

P’ , V
2
, T
1
( 1)
(1’)
( 2)
I. KHÍ THỰC VÀ
KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG
TRÌNH TRẠNG
THÁI CỦA KHÍ LÍ
TƯỞNG
P
1
, V
1
, T
1

P’ , V
2
, T
1
( 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 p
1
, V
1
và p’, V
2
P
1
.V
1
= p’.V
2
I. KHÍ THỰC VÀ
KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG
TRÌNH TRẠNG
THÁI CỦA KHÍ LÍ
TƯỞNG
P
1
, V
1
, T
1

P’ , V
2
, T

1
( 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’, T
1
và p
2
, T
2
P
1
.V
1
= p’.V
2
P
2
, V
2

,
,T
2
( 2)
2

1 2
'
p
p
T T
=
I. KHÍ THỰC VÀ
KHÍ LÍ TƯỞNG
II. PHƯƠNG
TRÌNH TRẠNG
THÁI CỦA KHÍ LÍ
TƯỞNG
P
1
.V
1
= p’.V
2
2
1 2
'
p
p
T T
=
1 1 2 2
1 2
pV p V
T T
=

Từ hai phương trình
p V
hay
T
=
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)
T
2
T
1
P
2
P
1

P’
0
V
1
V
2
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
V
1
= 100cm
3
P
1
= 10
5
Pa
t
1
= 27
0
C

T
1
= 273 + 27 = 300K
V
2
= 20cm
3
ở trạng thái 2
t
2
= 39
0
C
T
2
= 273 + 39 = 312K
P
2
= ?
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng
1 1 2 2
1 2
pV p V
T T
=
5
5
1 1 2
2
2 1

10 .100.312
5,2.10
20.300
pVT
p
V T
⇒ = = =
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
2
2

1
1
T
V
T
V
=
V
T
⇒ =
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.
V
T K
O
P
2
P

1
P
1
<P
2
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
2
22
1
11
T
Vp
T

Vp
=
⇒=
hằngsố
T
Vp.
Quá trình đẳng nhiệt(T=hsố) Quá trình đẳng tích(V=hsô) Quá trình đẳng áp(p=hs)
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
hằngsố
T
p
=
hằngsố
T
V
=
p
V
O
T
O
V
O
p
V
O
T
V
O
p

T
O
V
p
O
T
p
T
O
V
TO
hằngsốVp =.
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 cm
3
ở nhiệt
độ 27
0
C 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
1
1p atm
=
0 0
1 1
0 273t C T K
= ⇒ =
1
?V
=
Gọi V
1
là thể tích của lượng khí oxi ở điều kiện chuẩn
1 1
( 1 , 273 )p atm T K
= =
Áp dụng phương trình của khí lí tưởng cho lượng oxi
1 1 2 2
1 2
pV p V
T T
=
2 1 2
1

1 2
p TV
V
p T
⇒ =
3
1
3*273*41
112
1*300
V cm
= =
Khối lượng riêng của khí oxi ở ĐKC
1
m
D
V
=
3
3
6
0,16.10
1,4 /
112.10
D kg m
−
−
= =
Giải
Trạng thái 1 Trạng thái 2

2
3p atm=
0 0
2 2
27 300t C T K
= ⇒ =
3
2
41V cm
=
=>