Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Tiết 50: Phơng trình trạng thái của khí lý tởng
A. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
+ Từ các phơng trình của định luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt và Sác Lơ xây dựng phơng trình trạng thái CLa
Pê rôn và từ biểu thức của phơng trình này viết biểu thức đặc trng cho các đẳng quá trình.
2. Kĩ năng
:
+ Rèn luyện cho học sinh kĩ năng sử dụng phơng pháp nghiên cứu sự phụ thuộc của một đại lợng
đồng thời vào nhiều đại lợng khác. Cụ thể là sự phụ thuộc của P đồng thời vào V, T.
+ Rèn luyện kĩ năng vận dụng phơng trình trạng thái vào giải bài tập.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức cũ tiết 49, 50.
C. Thiết kế tiến trình dạy học.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt đ ợc
Thế nào là khí lý tởng ?
Khí lý tởng tuân theo đúng
các định luật về chất khí, còn
khí thực chỉ tuân theo một
cách gần đúng.
Yêu cầu học sinh đọc SGK

nhận xét : Trong trờng hợp
nào có thể coi gần đúng khí
thực là khí lý tởng ?
Phát biểu và viết biểu thức
của định luật Sác Lơ và định
luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt ? Nhận
xét : Các định luật này khảo
sát sự biến đổi mấy thông số
trạng thái của khí lý tởng ?

Trong thực tế, khi trạng thái
của một lợng khí thay đổi thì
cả 3 thông số P, V, T đều thay
đổi.
Phơng trình nào có thể xác
định mối quan hệ giữa ba
thông số trạng thái này?
Giả sử một khối khí biến
đổi trạng thái nh đồ thi hình
vẽ. Hãy cho biết sự chuyển
trạng thái của khối lợng khí
theo những quá trình nào? Viết
biểu thức biểu diễn mối liên hệ
của các thông số giữa các
trạng thái đó?
Hoàn thành yêu cầu C1.
Khi chuyển trạng thái từ (1)

(1

) thì thông số nào không
học sinh nhắc lại k/n khí
lý tởng
Cá nhân đọc sách giáo
khoa
Thực hiện yêu cầu của
giáo viên
Học sinh nhắc lại nội
dung và viết biểu thức của
2 định luật đã học và trả

lời: Các định luật này chỉ
khảo sát sự biến đổi của
2/3 thông số trạng thái.
Cá nhân học sinh nhận
thức vấn đề cần nghiên
cứu.
Cá nhân học sinh thực
hiện yêu cầu của giáo viên
+ Lợng khí chuyển từ TT
I- Khí thực và khí lý tởng:
- Khí lý tởng tuân theo đúng các định
luật về chất khí đã học.
- Khi không cần độ chính xác cao ( ở
những nhiệt độ và áp suất thông thờng)
có thể áp dụng các định luật của khí lí t-
ởng cho khí thực.
II- Phơng trình trạng thái của khí lý t-
ởng:
Xét một khối lợng khí m
+ ở trạng thái có: P
1
, V
1
, T
1
+ Chuyển sang trạng thái 2 có: P
2
, V
2
,

T
2
, qua trạng thái trung gian 1

có: P

,V
2
,
T
1
.
+ Khi chuyển từ TT (1)

TT (1

) ta có:
1
O
P

P
2
P
1
V
1
V
2
V

P
(1)
(1

)
(2)
đổi? Viết biểu thức của định
luật biểu diễn quá trình đó.
Tơng tự hãy cho biết khi
chuyển trạng thái từ (1

)


(2) thì thông số nào không
đổi? Viết biểu thức của định
luật biểu diễn quá trình đó.
Từ các biểu thức trên, hãy
viết công thức biểu diễn mối
liên hệ giữa các thông số của
tTT (1) và TT (2). Rút ra nhận
xét về quan hệ giữa các thông
số ở các trạng thái khác nhau.
PT (4) đợc nhà Vật lý Cla -
Pê - rôn tìm ra năm 1834 gọi
là PT trạng thái của khí lí tởng
hay PT Cla - Pê - rôn
Hằng số trong PT (4) phụ
thuộc vào yếu tố nào?
Các PTTT áp dụng cho

khối lợng khí nh thế nào?
Vận dụng kiến thức vừa học
làm bài tập thí dụ và giải bài
tập 7 SGK.
Hãy xác định rõ các thông
số của mỗi trạng thái đầu bài
đã cho và thông số đầu bài yêu
cầu tìm

sau đó vận dụng
biểu thức của PTTT giải bài
toán .
Chú ý: Đổi đơn vị của các đại
lợng thống nhất.
(1)

TT (1

) bằng quá
trình đẳng nhiệt T = T
1
,
biểu thức tuân theo định
luật Bôi Lơ - Ma ri ốt.
+ Lợng khí chuyển từ TT
(1

)

TT (2) bằng quá

trình đẳng tích , biểu thức
tuân theo định luật Sác Lơ.
Cá nhân học sinh thực
hiện theo yêu cầu của giáo
viên.
Đọc SGK, trả lời câu
hỏi của Giáo viên.
PTTT áp dụng cho khối
lợng khí không đổi.
Cá nhân tự lực giải bài
tập và ví dụ.
Gọi học sinh lên bảng giải
bài tập.
'
1 1 2
P V P V=



'
1 1
2
P V
P
V
=
(1)
+ Khi chuyển từ TT (1

)

TT (2) ta
có :
'
2
1 2
P
P
T T
=



'
2 1
2
P T
P
T
=
(2)
+ từ (1) (2) ta đợc :
1 1 2 2
1 2
P V P V
T T
=
(3)
hay tổng quát : (4)
(4 ) là PTTT của khí lý tởng .

Độ lớn của hằng số trong (4) phụ thuộc
vào khối lợng khí ta xét.
Ví dụ : Cho một khối lợng khí
+ ở TT (1) có : V
1
= 100cm
3
, t
1
= 27
o
C
P
1
= 10
5
at.
V
2
= 20cm
3
; t
2
= 39
0
C

P
2
= ?

Giải :
Theo đb ta có : T
1
= 27 + 273 = 300
0
K
T
2
= 39 + 273 = 312
0
K
áp dụng PT (4) ta đợc :
5
5
1 1 2
2
2 1
P V T
10 .100.312
P 5,2.10 Pa
V T 20.300
= = =

Tổng kết bài học :
- Giáo viên yêu cầu học sinh tự đọc phần ghi nhớ trong SGK
BTVN: Giải bài tập 6,7, 8 và các bài tập trong sách BTVL 10; Đọc trớc bài học giờ sau.
2
PV
HS
T

=