Quá trình đẳng nhiệt, Định luật Bôi-Lơ Ma-ri-ốt (Boyle Mariotte) Công thức tính và Bài tập – Vật lý 10 bài 29 – Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng

Bằng thí nghiệm tất cả chúng ta đã biết khi thể tích của một lượng khí giảm thì áp suất tăng, tuy nhiên tất cả chúng ta lại chưa biết mối liên hệ định lượng giữa áp suất và thể tích của một lượng khí .

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về Quá trình đẳng nhiệt là gì? Định luật Bôi-Lơ Ma-ri-ốt (Boyle Mariotte) phát biểu như thế nào? Công thức tính của quá trình đẳng nhiệt hay biểu thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt viết như thế nào? để giải đáp thắc mắc trên.

I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

Bạn đang xem : Quá trình đẳng nhiệt, Định luật Bôi-Lơ Ma-ri-ốt ( Boyle Mariotte ) Công thức tính và Bài tập – Vật lý 10 bài 29

– Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T.thí nghiệm hình 29.1 trang 156 sgk vật lý 10

– Các giá trị p, V và T này được gọi là những thông số kỹ thuật trạng thái. Giữa những thông số kỹ thuật trạng thái của một lượng khí có những mối liên hệ xác lập .
– Lượng khí hoàn toàn có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng những quá trình đổi khác trạng thái .
– Trong hầu hết những quá trình tự nhiên, cả ba thông số kỹ thuật trạng thái đều đổi khác. Tuy nhiên cũng hoàn toàn có thể thực thi được những quá trình trong đó chỉ có hai thông số kỹ thuật biến hóa, còn một thông số kỹ thuật không đổi. Những quá trình này được gọi là đẳng quá trình .

II. Quá trình đẳng nhiệt là gì?

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

III. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt (Boyle Mariotte)

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 vấn đáp thắc mắc 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 tác dụng :

 Thể tích V (cm3)  Áp suất p (105Pa)  pV
 20  1,00  2
 10  2,00  2
 40  0,50  2
 30  0,67  2

– Trong quá trình đẳng nhiệt của một khối lượng khí xác lập, áp suất tỉ lệ nghịch với thẻ tích .

3. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt (Boyle Mariotte)

– Phát biểu : Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích .
– Công thức, biểu thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt :

 1575154800fva0lzb78s 1639697743

 hay 16396977434i2ggucgp7 (hằng số)
hay ( hằng số )– Định luật trên được nhà vật lý người Anh Bôi-lơ ( Boyle, 1627 – 1691 ) tìm ra năm 1662 và nhà vật lý người Pháp Ma-ri-ốt ( Mariotte, 1620 – 1684 ) cũng tìm ra một cách độc lập vào năm 1676 nên được gọi là định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt .
– Nếu gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của một lượng khí ở trạng thái 1 ; p2, V2 là áp suất và thể tích của lượng khí này ở trạng thái 2, thì theo định luật Boyle – Mariotte ta có :

 15751548080zrdnm4q7v 1639697743

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. Trong hệ toạ độ ( p, V ) đường này là đường hypebol .

đường đẳng nhiệt

– Ứng với những nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng nhiệt khác nhau .
– Đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới .

V. Bài tập vận dụng quá trình đẳng nhiệt, biểu thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt

Bài 1 trang 159 SGK Vật Lý 10: Kể tên các thông số trạng thái của một lượng khí

° Lời giải bài 1 trang 159 SGK Vật Lý 10:

◊ Có 3 thông số kỹ thuật trạng thái của một lượng khí :
+ Áp suất ( P. ). Đơn vị áp suất : Paxcan ( Pa ) ; N / mét vuông ; atmôtphe ( atm ) ; milimet thủy ngân ( mmHg ) .
1P a = 1 N / mét vuông ; 1 atm = 1,013. 105 Pa ; 1 atm = 760 mmHg .
+ Thể tích ( V ). Đơn vị : cm3 ; lít ; m3 .
1 cm3 = 10 ( – 6 ) m3 ; 1 lít = 1 dm3 = 10 ( – 3 ) ( m3 )
+ Nhiệt độ tuyệt đối ( T ) : Đơn vị : Kenvin kí hiệu K .
– Liên hệ nhiệt độ Kenvin và nhiệt độ cenciut : T = t + 273

Bài 2 trang 159 SGK Vật Lý 10: Thế nào là quá trình đẳng nhiệt?

° Lời giải bài 2 trang 159 SGK Vật Lý 10:

– Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến hóa trạng thái của một lượng khí xác lập, trong đó nhiệt độ được giữ không đổi .

Bài 3 trang 159 SGK Vật Lý 10: Phát biểu và viết hệ thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.

° Lời giải bài 3 trang 159 SGK Vật Lý 10:

– Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

– Biểu thức của định luật Boyle – Mariotte:

 1575155131098i1qsuof 1639697744

 (hằng số)

(hằng số)

hay :

Bài 4 trang 159 SGK Vật Lý 10: Đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p, V) có dạng gì?

° Lời giải bài 4 trang 159 SGK Vật Lý 10:

– Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt. Trong hệ tọa độ (p, V) đường này là đường hypebol.

Bài 5 trang 159 SGK Vật Lý 10: Trong các đại lượng sau đây, đại lượng nào không phải là thông số trạng thái của một lượng khí?

A. Thể tích
B. Khối lượng
C. Nhiệt độ tuyệt đối
D. Áp suất

° Lời giải bài 5 trang 159 SGK Vật Lý 10:

◊ Chọn đáp án : B. Khối lượng
– Vì trạng thái của một lượng khí được xác lập bằng những thông số kỹ thuật trạng thái : là áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T .

Bài 6 trang 159 SGK Vật Lý 10: Trong các hệ thức sau đây hệ thức nào KHÔNG phù hợp với định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt?

A .    B.     C.    D. 
B.C.D.

° Lời giải bài 6 trang 159 SGK Vật Lý 10:

◊ Chọn đáp án:  C. 

– Vì định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt phát biểu như sau : Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác lập là một hằng số : p. V = const .

  

Bài 7 trang 159 SGK Vật Lý 10: Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt?

A .

B.15751548521im3njzy0g 1639697746

C.15751548531ilpl6z8i0 1639697746

D.

° Lời giải bài 7 trang 159 SGK Vật Lý 10:

◊ Chọn đáp án: A.

Bài 8 trang 159 SGK Vật Lý 10: Một xilanh chứa 150cm3 khí ở áp suất 2.105 Pa.Pit-tông nén khí trong xilanh xuống còn 100cm3. Tính áp suất của khí trong xilanh lúc này, coi nhiệt độ như không đổi.

° Lời giải bài 8 trang 159 SGK Vật Lý 10:

– Khi ở trạng thái 1, ta có : p1 = 2,5. 105 ( Pa ) ; V1 = 150 cm3
– Khi ở trạng thái 2, ta có : p2 = ? ( Pa ) ; V2 = 100 cm3
– Áp dụng công thức của quá trình đẳng nhiệt ta có :

 

 1575154864u1ev9u9p4p 1639697748
– Kết luận : Tính áp suất của khí trong xilanh lúc đó là 3.105 ( Pa ) .

Bài 9 trang 159 SGK Vật Lý 10: Một quả bóng có dung tích 2,5 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 105 Pa 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.

° Lời giải bài 9 trang 159 SGK Vật Lý 10:

– Sau 45 lần bơm đã đưa vào quả bóng một lượng khí ở bên ngoài có thể tích và áp suất tương ứng là :
V1 = 45. 125 cm3 = 5625 cm3
P1 = 105 Pa
– Khi nhốt hết lượng khí trên vào quả bóng thì nó có thể tích là bằng thể tích quả bóng :
V2 = 2,5 lít = 2500 cm3
và một áp suất là P2
– Quá trình là đẳng nhiệt, vận dụng công thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt :
 1575154872cbkea6nz5g 1639697748
– Kết luận : Áp suất của không khí trong quả bóng sau 45 lần bơm là 2,25. 105 ( Pa ) .

Hy vọng với bài viết về Quá trình đẳng nhiệt, Định luật Bôi-Lơ Ma-ri-ốt (Boyle Mariotte) Công thức tính và Bài tập ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

Đăng bởi : trung học phổ thông Sóc Trăng
Chuyên mục : Giáo Dục

Bài viết liên quan
0328593268
icons8-exercise-96 chat-active-icon