30 |
QÚA TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ |
|
1. Kiến thức - Nêu được định nghĩa quá trình đẳng tích. - Phát biểu và nêu được biểu thức về mối quan hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích. - Nhận biết được dạng đường đẳng tích trong hệ toạ độ (p, T). - Phát biểu được định luật Sác- lơ. 2. Kỹ năng - Xử lí được các số liệu ghi trong bảng kết quả thí nghiệm để rút ra kết luận về mối quan hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích. - Vận dụng được định luật Sác- lơ để giải các bài tập trong bài và các bài tập tương tự. |
Thí nghiệm vẽ ở Hình 30.1 cho phép ta rút ra nhận xét gì về mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ khi thể tích không đổi? |
I - QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích. |
Hình 30.1 |
|
II - ĐỊNH LUẬT SÁC –LƠ 1. Thí nghiệm Khi nhiệt độ tăng thì áp suất của chất khí cũng tăng. Nhưng liệu áp suất có tỉ lệ với nhiệt độ không? Thí nghiệm ở Hình 30.2 cho phép theo dõi sự thay đổi áp suất của một lượng khí theo nhiệt độ trong quá trình đẳng tích. |
Hình 30.2 |
|
Đo nhiệt độ của một lượng khí nhất định ở các áp suất khác nhau khi thể tích không đổi ta được kết quả (Bảng 30.1): = hằng số
Biểu thức trên của
định luật được Sac-lơ (Charles, 1746- 1832) tìm ra năm 1787.
|
Bảng 30.1. Kết quả thí nghiệm
Thí nghệm ảo 29.1. Quá trình đẳng tích |
|
a) Phát biểu Vì = hằng số
nên p ~ T
Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. b) Hệ thức = hằng số (30.1)
Một lượng khí chuyển từ trạng thái một sang trạng thái hai mà thể tích không thay đổi thì: (30.2) |
Video 30.1
|
|
III - ĐƯỜNG ĐẲNG TÍCH Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất của một lượng khí theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích. Dạng đường đẳng tích: Trong hệ toạ độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng kéo dài đi qua góc toạ độ (Hình 30.3). Ứng với các thể tích khác nhau của cùng một khối lượng khí ta có những đường đẳng tích khác nhau. Đường ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn. |
Hình 30.3. Đường đẳng tích |
Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích, áp suất của một lượng khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. Trong hệ toạ độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ. |
Câu 1. Thế nào là quá trình đẳng tích? Tìm một thí dụ về quá trình này.
Câu 2. Phát biểu và viết biểu thức liên hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
Câu 3. Vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (p,T) và (p,t).
Câu 4. Phát biểu và viết biểu thức định luật Sác-lơ.
30.1. Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để thành một câu có nội dung đúng.
1. Quá trình đẳng tích là |
a) áp suất tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. |
2. Đường đẳng tích |
b) sự chuyển trạng thái của chất khi thể tích thay đổi. |
3. Nhiệt độ tuyệt đối |
c) trong hệ tọa độ (p,T) là đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ. |
4. Khi thể tích không đổi thì |
d) T(K) = 273 + t. |
30.2. Hệ thức nào sau đây không phù hợp với nội dung của định luật Sác – lơ?
A. = hằng số.
B. .
C. .
D. .30.3. Đường biểu diễn nào sau đây không phù hợp với quá trình đẳng tích?
30.4. Quá trình nào sau đây có liên quan tới định luật Sác-lơ?
A. Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên như cũ.
B. Thổi không khi vào một quả bóng bay.
C. Đun nóng khí trong một xilanh kín.
D. Đun nóng khí trong một xilanh hở.
30.5. Các câu sau đây, câu nào đúng, câu nào sai?
1. Trong quá trình đẳng tích, áp suất của một lượng khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ.
2. Trong quá trìng đẳng tích, thương số của áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xác định là một hằng số.
3. Trong quá trình đẳng tích, khi nhiệt độ tăng từ 200C lên 400C thì áp suất tăng gấp đôi.
4. Trong quá trình đẳng tích, khi nhiệt độ tăng từ 200 K lên 400 K thì áp suất tăng lên gấp đôi.
5. Đường biểu diễn quá trình đẳng tích trong hệ tọa độ (p,T) là đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ.
30.6. Một bình kín chứa khí ôxi ở nhiệt độ 200C và áp suất 105 Pa. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ 400C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu?
30.7. Một săm xe máy được bơm căng không khí ở nhiệt độ 200C và áp suất 2 atm. Hỏi săm có bị nổ không khi để ngoài nắng nhiệt độ 420C? Coi sự tăng thể tích của săm là không đáng kể và biết săm chỉ chịu được áp suất tối đa là 2,5 atm.
30.8. Một bình thuỷ tính kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình lên tới 2000C. Áp suất không khí trong bình là bao nhiêu ? Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể.
30.9*. Biết thể tích của một lượng khí là không đổi. Hãy giải bài toán sau đây bằng hai cách : dùng công thức và dùng đồ thị.
a) Chất khí ở 00C có áp suất 5 atm. Tính áp suất của khí ở nhiệt độ 2730C.
b) Chất khí ở 00C có áp suất p0. Phải đun nóng chất khí lên tới nhiệt độ nào để áp suất tăng lên 3 lần.
30.10*. Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5 cm2. Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bật ra ? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.104 Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -30C.
THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH