Bài giảng môn Vật lí nâng cao Lớp 10 - Bài 47: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Định luật Gay-Lussac

Nội dung text: Bài giảng môn Vật lí nâng cao Lớp 10 - Bài 47: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Định luật Gay-Lussac

1. KIỂM TRA BÀI CŨ 1. Em hãy phát biểu định luật Boyle – Mariotte và viết biểu thức của định luật? 2. Em hãy phát biểu định luật Sác – lơ (Charles) và viết biểu thức của định luật?
2. • Định luật Boyle – Mariotte Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Biểu thức: = 표푛푠푡 • Định luật Charles Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Biểu thức: = 표푛푠푡
3. Bài 47. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG. ĐỊNH LUẬT GAY - LUSSAC
4. 1. Thế nào là khí lí tưởng? - Chất khí trong đó các phân tử được xem là chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm được gọi là khí lí tưởng. 2. Khí thực có tuân theo định luật Boyle – Mariotte và định luật Charles hay không? - Chất khí thực chỉ tuân theo gần đúng định luật Boyle – Mariotte và định luật Charles.
5. I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG Khí lí tưởng Khí thực - Phân tử khí là các chất điểm. - Các phân tử khí có thể tích riêng. - Các phân tử khí chỉ tương tác - Các phân tử khí tương tác với với nhau khi va chạm. nhau ngay cả khi không va chạm. - Tuân theo đúng các định luật - Tuân theo gần đúng các định chất khí. luật chất khí. Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường ta có thể coi khí thực gần đúng là khí lí tưởng
6. II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
7. 1. Hiện tượng gì đã xảy ra? 2. Em có nhận xét gì về ba thông số trạng thái: áp suất p, thể tích V, nhiệt độ tuyệt đối T của lượng khí có trong quả bóng trong quá trình trên?
8. ❖ Nhiệm vụ: Hãy xác định mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của lượng khí này ở trạng thái (1) và (2). ( 1, 1, 1) ( 2, 2, 2)
9. Đẳng nhiệt Trạng thái A (풑 , 푽 , 푻 ) Trạng thái (1) (풑 , 푽 , 푻 ) Trạng thái (2) (풑 , 푽 , 푻 ) Trạng thái B (풑 , 푽 , 푻 ) Đẳng tích
10. Xét quá trình lượng khí chuyển từ trạng thái (1) có (풑 , 푽 , 푻 ) sang trạng thái (2) có (풑 , 푽 , 푻 ) thông qua trạng thái trung gian A có (풑 , 푽 , 푻 ). Áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho quá trình đẳng nhiệt: 1 1 = 2 (1) Áp dụng định luật Charles cho quá trình đẳng tích: = 2 (2) 1 2 Từ (1) và (2) có: 1 1 = 2 2 1 2
11. • Kết quả thu được 1 1 = 2 2 1 2 - Ta có phương trình tổng quát: = 표푛푠푡 - Độ lớn của hằng số này phụ thuộc vào khối lượng khí. - Phương trình trên được nhà Vật lí người Pháp Clapeyron tìm ra năm 1834 và được gọi phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay phương trình Clapeyron. Nhà Vật lí người Pháp Clapeyron (1799 – 1864)
12. 퐓 < 퐓 Giả sử ቊ , hãy biểu diễn quá trình 퐕 < 퐕 biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) trong hệ tọa độ (p; V)?
13. ❖ Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái khí
14. 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 trong quá trình đẳng áp - Từ phương trình 1 1 = 2 2 1 2 ta thấy khi = thì 1 = 2 1 2 1 V2 ⟹ = const T
15. 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. - Dạng đường đẳng áp - Trong hệ tọa độ OVT đường đẳng áp là đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ. - Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng áp khác nhau. Đường ở trên có áp suất nhỏ hơn.
16. KIẾN THỨC CẦN NHỚ • Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường ta có thể coi khí thực gần đúng là khí lí tưởng. • Phương trình trạng thái của khí lí tưởng 1 1 = 2 2 hay = 표푛푠푡 1 2 V • Quá trình đẳng áp: = const T
17. Câu 1: Câu nào sau đây nói về chuyển động của phân tử là không đúng? A.Chuyển động của phân tử là do lực tương tác phân tử gây ra. B.Các phân tử chuyển động không ngừng. C.Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ càng cao. D.Các phân tử khí không dao động quanh vị trí cân bằng.
18. Câu 2: Câu nào sau đây nói về các phân tử khí lí tưởng là không đúng? A. Có thể tích riêng không đáng kể. B. Có lực tương tác không đáng kể. C. Có khối lượng không đáng kể. D. Có khối lượng đáng kể.
19. Câu 3: Khi nén đẳng nhiệt thì số phân tử trong một đơn vị thể tích A. tăng tỉ lệ thuận với áp suất. B. không đổi C. tăng tỉ lệ với bình phương áp suất. D. giảm tỉ lệ nghịch với áp suất.
20. Câu 4: Hệ thức không phải của định luật Boyle – Mariotte là: A. 퐩 ~ 퐕 B. 퐕 ~ 퐩 C. 퐕 ~ 퐩 D. 퐩 퐕 = 퐩 퐕
21. Câu 5: Một xi lanh chứa 퐜퐦 khí ở . 퐏퐚. Pittong nén khí trong xi lanh xuống còn 퐜퐦 . Nếu coi nhiệt độ không đổi thì áp suất trong xilanh bằng A. . 퐏퐚 Áp dụng định luật Boyle – Mariotte: B. ퟒ. 퐏퐚 pV = const C. . 퐏퐚 D. . 퐏퐚
22. Câu 6: Hiện tượng có liên quan đến định luật Charles là A. săm xe đạp để ngoài nắng có thể bị nổ. B. quả bóng bay bị vỡ khi dùng tay bóp mạnh. C. quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng lại phồng lên như cũ. D. mở lọ nước hoa và mùi nước hoa lan tỏa khắp phòng.
23. Câu 7: Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ ℃ và áp suất p. Để áp suất tăng gấp đôi thì nhiệt độ phải tăng đến A. ퟒ℃ Áp dụng định luật Charles: B. ℃ 풑 = const C. ℃ 푻 D. ℃
24. Câu 8: Nếu nung nóng khí trong một bình lên thêm ퟒ ℃ thì áp suất khí tăng lên 2,5 lần. Nhiệt độ của khí trong bình là A. ℃ B. − ℃ Áp dụng định luật Charles: 풑 = const C. ℃ 푻 D. ℃
25. Câu 9: Một cái bơm chứa 퐜퐦 không khí ở nhiệt độ ℃ và áp suất Pa. Tính áp suất của không khí trong bơm khi không khí bị nén xuống còn 퐜퐦 và nhiệt độ tăng lên tới ℃ A. , . 푷 Áp dụng phương trình trạng B. , . 푷 thái của khí lí tưởng: p V p V C. , . 푷 1 1 = 2 2 D. , . 푷 T1 T2
26. Câu 10: Quá trình nào sau đây là đẳng quá trình A. Đun nóng khí trong một bình đậy kín. B. Không khí trong quả bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở ra làm căng bóng. C. Đun nóng khí trong một xi lanh, khí nở ra đẩy pittong chuyển động. D. Cả ba quá trình trên đều không phải là đẳng quá trình.