Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt và định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt - Vật lý 10

5 trắc nghiệm 9 bài tập SGK 3 hỏi đáp

Bằng cách làm nào có thể kiểm tra lại được mối liên hệ giữa áp suấtthể tích trong 1 lượng khí nhất định ?

Nội dung bài học hôm nay sẽ giúp các em trả lời được câu hỏi trên.

Mời các em cùng theo dõi Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt và định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt nhé!

Tóm tắt lý thuyết

I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái.

  • Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T.

  • Ở mỗi trạng thái chất khí có các giá trị p, V và T nhất định gọi là các thông số trạng thái. Giữa các thông số trạng thái của một lượng khí có những mối liên hệ xác định.

  • Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái.

  • Những quá trình trong đó chỉ có hai thông số biến đổi còn một thông số không đổi gọi là đẳng quá trình

II. Quá trình đẳng nhiệt.

  • Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.

III. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt.

1. Đặt vấn đề.

  • Khi nhiệt độ không đổi, nếu thể tích của một lượng khí giảm thì áp suất của nó tăng. Nhưng áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích hay không ? Để trả lời câu hỏi này ta phải dựa vào thí nghiệm.

2. Thí nghiệm.

  • Thay đổi thể tích của một lượng khí, đo áp suất ứng với mỗi thể tích ta có kết quả :

Thể tích V

\(({10^{ - 6}}{m^3})\)

Áp suất p

\(({10^{5}}Pa)\)

 pV 

(Nm)

20 1,00 2
10 2,00 2
40 0,50 2
30 0,67 3

 

  • Trong quá trình đẳng nhiệt của một khối lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

3. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt.

a. Phát biểu

  • Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

  • Phát biểu cách khác:

    • Ở nhiệt độ không đổi, tích của thể tích một khối lượng khí với áp suất của lượng khí đó là một đại lượng không đổi.

b. Hệ thức

\(p \sim \frac{1}{V}\) hay pV = hằng số

  • Nếu gọi \({p_1},{V_1}\) là áp suất và thể tích của một lượng khí ở trạng thái 1; nếu gọi \({p_2},{V_2}\) là áp suất và thể tích của một lượng khí ở trạng thái 2 thì : 

\({p_1}{V_{1}} = {\rm{ }}{p_2}{V_2}\)

IV. Đường đẳng nhiệt.

  • Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt.

  • Dạng đường đẳng nhiệt :

Đường đẳng nhiệt

  • Trong hệ toạ độ p, V đường đẳng nhiệt là đường hypebol.

  • Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí có các đường đẳng nhiệt khác nhau.

  • Đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn.

Bài tập minh họa

Bài 1:

Một xilanh chứa 150 cmkhí ở áp suất 2.105 Pa. Pit – tông nén khí trong xilanh xuống còn 100 cm3. Tính áp suất của khí trong xilanh lúc này, coi nhiệt độ như không đổi.

Hướng dẫn giải

  • Trạng thái 1: p1 = 2.105 pa

\(V_1 = 150 cm^3\)

  • Trạng thái 2: p= ?

\(V_2 = 100 cm^3\)

  • Vì nhiệt độ không đổi nên theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt:  \({p_1}{V_1} = {\rm{ }}{p_2}{V_2}.\)

 \(\Rightarrow P_2 =\frac{p_{1}V_{1}}{V_{2}}\) \(=\frac{2.10^{5}.150}{100}= 3 . 10^5 Pa\)

Bài 2:

Một quả bóng có dung tích 2,5 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 10Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 125 cm3 không khí. Tính áp suất của không khí trong quả bóng sau 45 lần bơm. Coi quả bóng trước khi bơm không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi.

Hướng dẫn giải

  • Trạng thái 1: Sau 45 lần bơm đã đưa vào bóng một lượng khí ở bên ngoài có thể tích là \(V_1 = 45 . 125 = 5625 cm^3\) và áp suất \(p_1 = 10^5\) pa

  • Trạng thái 2: Khi vào trong quả bóng, lượng khí này có thể tích V2 = 2,5 lít =  2500 cm3 và áp suất P2

  • Do nhiệt độ không đổi  nên theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt:

 \(p_1V_1 = p_2V_2\Rightarrow P_2 =\frac{p_{1}V_{1}}{V_{2}}\) = 

\({P_2} = 2,25{\rm{ }}{.10^5}Pa\)

Lời kết

Qua bài giảng Quá trình đẳng nhiệt và định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Nhận biết được các khái niệm trạng thái và quá trình.

  • Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.

  • Phát biểu và nêu được biểu thức của định luât Bôilơ – Ma riôt.

  • Nhận biết được dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ p–V.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua Giải bài tập Vật lý 10 Bài 29 và làm bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 29 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để  kiểm tra kiến thức cho bản thân nhé.Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để đạt thành tích cao nhất trong học tập nhé!      

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247