Bài 49. Bài tập về chất khí

Hµ Néi, th¸ng 10 n¨m
2011


I.

MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

II. NỘI DUNG
III. PHƯƠNG PHÁP


4.1. Một số khái niệm.
4.1.1. Thông số trạng thái và phơng trình
- Trạng thái của một vật đợc xác định bởi
một tập hợp các đai lợng vật lý. Các đại lợng
vật lý này gọi là các thông số trạng thái.
- Hệ thức liên hệ giữa các thông số trạng
thái của một vật gọi là phơng trình trạng
thái của vật đó.
- Để biểu diễn trạng thái của một khối khí
nhất định, ngời ta dùng ba thông số trạng
thái: thể tích V, áp suất P, và nhiệt độ T
của khối khí.
f(P, V, T) = 0.


4.1.2. Khái niệm áp suất và nhiệt độ
a. áp
suất.
áp suất là một đại lợng vật lý có giá

trị bằng lực nén vuông góc lên một
đơn vị diện tích.
F
P=
S

b. Nhiệt
độ.
Nhiệt độ là một đại lợng vật lý đặc
trng cho mức độ chuyển động hỗn
loạn phân tử của các vật.
T = t + 273.


T kh«ng ®æi , thÓ tÝch thay ®æi
quan s¸t vµ nhËn xÐt sù thay ®æi
cña ¸p suÊt?
I.TRẠNG THÁI VÀ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TRẠNG THÁI
Nhiệt độ T

Thể tích V
1
0.5

1.5
2

Áp suất p

4.2. Các định luật thực nghiệm về chất khí.

4.2.1. Định luật BôilơMariốt.
- Phát biểu: Trong qúa trình đẳng
nhiệt, tích của thể tích và áp suất của
khối khí là một hằng số.
- Biểu thức:
P.V=const.


p2
p1

Giữ cho thể tích không đổi


Vận dụng
Bài toán
Một khối khí có thể tích 4 lít ở áp suất 105 Pa. Nếu
nén thể tích khối khí xuống còn 2 lít thì áp suất của
khối khí lúc này là bao nhiêu ?
Tóm tắt
T= conts

Tt 1
V1= 4 lít
p1= 105Pa

Tt 2
V2= 2 lít

p 2= ?

Giải
Theo định luật Boyle - Mariotte:
p1V1= p2V2
p1V1
Vậy p2 =
V2

Thay số vào ta có kết quả:
p2= 2.105 Pa


4.2.2. Các định luật GayLuytxăc.
* Định luật 1
- Phát biểu: Trong qúa trình đẳng tích
của một khối khí , áp suất tỷ lệ với nhiệt
độ tuyệt đối.
- Biểu
P
thức:
= cos nt
T

* Định luật 2
- Phát biểu: Trong qúa trình đẳng áp
của một khối khí , thể tích tỷ lệ với
nhiệt độ tuyệt đối.
V
- Biểu

= cos nt
T
thức:


Nhúng quả bóng bàn bẹp vào nước nóng, quả bóng
phồng lên như cũ.

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?


4.2.3. Ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i cña khÝ
lý tëng
- Khí thực là khí tồn tại trong thực tế.
VD: Khí Ô xi, Hidro, Các bon nic….
- Khí lí tưởng tuân theo đúng các định luật chất khí.
- Ở điều kiện thường, khí thực được coi như là khí
lí tưởng.


Xét một lượng khí xác định, thực hiện quá trình biến đổi
trạng thái theo sơ đồ dưới đây:

(1)

(2)

P2 , V2, T2

P1 , V 1 , T 1
Quákhítrình
Lượng
chuyển
từđẳng
trạng thái
(1)
nhiệt
sang (1’) bằng quá
trình nào?

(1/) nào
Phương trình
biểu diễn mối liên
hệ giữa ba thông số
P’ thái
, Vtrên?
trạng
2 , T1

Lượng khí chuyển
Quá trình
từ trạng thái (1’)
tích
sangđẳng
(2) bằng

quá
trình nào?


Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi từ trạng thái ( p1,V1,T1 )
trạngTRÌNH
thái (TRẠNG
p2,V2,T
II.sang
PHƯƠNG
THÁI
2 ): KHÍ LÍ TƯỞNG:

I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG:

p

2
p2
p1

1
1’

p’

T2
T1

O

V1

V2

V


* Trong quá trình đẳng nhiệt (1,1’), p và V có mối liên hệ
gì?

p1V1 = p V2
,

* Trong

quá trình đẳng
tích (1’, 2), p và T có mối
liên hệ gì?

(1)

(1/)

P1 , V1 , T1

P’ , V2 , T1

(1/)
P’ , V2 , T1

,

p2
p
=
T1
T2

Từ hai phương trình trên ta
có tìm được mối liên hệ
giữa ba thông số trạng thái
không?

(2)
P2 , V2 , T2


- Với một lượng khí xác định:

pV
= Hằng số
T

p1V1 p2V2
=
T1
T2

m = µ kg ( µ lµ khèi lîng ph©n tö).

- Víi 1 kmol khÝ

pV
=
T

R

R gäi lµ h»ng sè khÝ lý tëng, R=8,31.103 J/kmo
- Với một khèi khí có khối lượng m, thể tích v:
+ Thể tích 1Kmol là V=

µ .v/m

+Phương trình trạng thái:

p.v = (mRT): µ


Vận dụng
Một lượng khí đựng trong một xi-lanh có pit-tông chuyển
động được. Lúc đầu khí có thể tích 15 lít, nhiệt độ 270C và
áp suất 2atm. Khi pit-tông nén khí đến thể tích 12 lít thì áp
suất khí tăng lên tới 4atm. Nhiệt độ trong pit-tông lúc này là
bao nhiêu?
Tóm tắt
Trạng thái 1
V1 = 15 lít
p1 = 2atm
T1 = 273 + 27 = 300 K

Trạng thái 2
p2 = 4atm
V2 = 12 lít
T2 = ?

Giải

Áp dụng phương trình trạng thái
khí lí tưởng, ta có:
p1V1 p 2 V2
p V
=
⇒ T2 = T1 2 2
T1
T2
p1V1

⇒ T2 = 300

4.12
= 480K
2.15


KÕt luËn