Bài 31. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO HÀ TĨNH
TRƯỜNG THPT CẨM BÌNH
VẬT LÝ 10 CB

Giáo viên: Nguyễn Thị Chín


KIỂM TRA BÀI CŨ
Dựa vào đồ thị nêu tên các quá trình biến
đổi trạng thái ?
Đồ thị nào biểu diễn quá trình đẳng tích ?

P

P

O

H1

V

O

H2

T(K)

I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG
-Khí thực là chất khí tồn
tại trong thực tế (oxi,nitơ,
cacbonic…)
- chỉ tuân theo gần đúng
các định luật Bôi-lơ Mari-ốt và Sác-lơ.
- Ở điều kiện nhiệt độ áp
suất thông thường có thể
coi gần đúng khí thực là
khí lí tưởng khi không yêu
cầu độ chính xác cao.

- Khí lí tưởng là chất khí
trong đó các phân tử được
coi là các chất điểm và chỉ
tương tác khi va chạm
- tuân theo đúng các
định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt
và Sác-lơ.


1
p1 ,V1 ,T1

2
p2 ,V2 ,T2


1
p’,V’ 2 ,T1

p2
p'
=
T1
T2

(**)

P
Thay (*) vào (**)
nhận xét về mối
quan hệ giữa các
thông số trạng
thái ?

2
p2 ,V2 ,T2
2

1’
O

V


II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái 1 => 2
trong hệ tọa độ (p,V) 1

2

p1 ,V1 ,T1

p

p2 ,V2 ,T2

2
p2

p1V1
p2V2
=
(1)
T1
T2

1

p1

1’

p’

T2
T1

O

V1

V2

V

pV
= hằng số (2)
T


II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

1
p1,T1, V1

p1V1
p 2 V2
=
(1)
T1
T2

2
p2,T2, V2

pV
= hằng số (2)
T

Độ lớn của hằng số phụ thuộc vào khối lượng khí .

Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
(hay phương trình Cla – pê - rôn)


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
p1 = 2atm
V1 = 15 lít

Giải
Trạng thái 2
p2 = 4atm
V2 = 12 lít

T1 = 273 + 27 = 300 K T2 = ?

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

T2
p1V1

4.12
= 480(K)
⇒ T2 = 300
2.15


III. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
1. Quá trình đẳng áp: là quá trình biến đổi trạng thái của một
lượng khí xác định khi áp suất không đổi
2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình
đẳng ápp1.V1V1 p2V.V
V
22
=
=>
=
=
(1)
Từ
hằng số hay T ~ V
T1
T2
T

T1

T2

Nếu
trình
là đẳng
áp. Khi
độ tích tỉ
Trong
quáquá
trình
đẳng1-2
áp của
một lượng
khí đó,
nhấtnhiệt
định, thể
phụnhiệt
thuộc
vào đối.
thể tích
nào?
lệ thuận với
độ tuyệt
Địnhnhư
luậtthế
Gay-luy-xác
3. Đường đẳng áp:
- Đường biểu diễn sự biến thiên của thể
V
p1 p (p

tích theo nhiệt độ khí áp suất không đổi

1
2
3
2
gọi là đường đẳng áp.
- Đường đẳng áp là đường thẳng kéo
p3
dài đi qua gốc tọa độ trong hệ tọa độ
O
(V,T)
T


IV. “ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI”

• Nhiệt giai Ken-vin: Nhiệt giai bắt đầu
bằng nhiệt độ 0 K gọi là “độ không tuyệt
đối”.
• Các nhiệt độ trong nhiệt giai của
Ken-vin đều có giá trị dương và mỗi độ
chia trong nhiệt giai này cũng bằng mỗi
độ chia trong nhiệt giai Xen-xi-út.


Bài tập 1: Đồ thị bên diễn tả

p (Pa)

A. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các
quá trình đẳng tích.

2

B. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng nhiệt
và quá trình 2-3 là quá trình đẳng tích.
C. Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích và
quá trình 2-3 là quá trính đẳng nhiệt.
O

1

3
V

D. Quá trình 1-2 và quá trình 2-3 là các quá trình đẳng nhiệt.


Bài tập 2:
Ở nhiệt độ 273 0C, thể tích của một lượng khí là 10 lít.
Tính thể tích của lượng khí đó ở 546 0C
khi áp suất không đổi ?
Tóm tắt:
Trạng thái 1:
t1 = 2730C
->T1 = 546K
V1 = 10 lít
Trạng thái 2:
t2 = 5460C
->T2 = 819K
V2 = ?

Giải
Vì áp suất không đổi, ta có:
V1
V2
=
T1
T2

V1T2
⇒ V2 =
T1

10.819
⇒ V2 =
= 15(l )
546


Bài tập 3: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế
được 40 cm3 khí hidro ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ
270C. Tính thể tích của lượng khí trên ở điều kiện
chuẩn (áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 00C ).
Tóm tắt :
Trạng thái 1
p1= 750 mmHg

Trạng thái 2
p2= 760 mmHg
V2= ?

t2= 00C => T2= 0+273=273 K

V1= 40 cm3
Lời Giải K
t1=270C =>T1=27+273=300
Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng

p1.V1 p2 .V2
=
T1
T2

p1V1T2 750 × 40 × 273
V2 =
=
; 36(cm3 )
p2T1
760 × 300


Hệ thống kiến thức

Xét m khí không đổi
p1V1
T1

T1 =T2

p1V1 = p2V2

=

p2V2
T2

V1 =V2

p1 T1
=
p2 T2

p1 =p2

V1 V2
=
T1 T2