Giải bài tập Vật lý 10 Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

  • Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt trang 1
  • Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt trang 2
  • Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt trang 3
§29. QUÁ TRÌNH ĐANG nhiệt.
ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ÕT
A. KIẾN THỨC Cơ BẢN
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.
Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình.
Trong hầu hết các quá trình tự nhiên, cả ba thông số trạng thái đều thay đổi. Tuy nhiên cũng có thể thực hiện được những quá trình trong đó có hai thông số biến đổi, còn một thông sô' không đổi. Những quá trình này được gọi là đẳng quá trình.
Quá trình đẳng nhiệt
Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi tà quá trình đẳng nhiệt.
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.
p ~ V hay pV = hằng sô'
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 tọa độ (p, V) đường này 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 đường đẳng nhiệt ở dưới.
Hỉnh 21). 1 Sơ (lồ thi nghiệiii
qiưí trình (lổng nhiệt
B. HOẠT ĐỘNG
C1. Thí nghiệm vẽ ỏ' hình 29.1 cho phép đo các giá trị của áp suất khi thể tích cùa một lượng khí thay đổi, còn nhiệt độ không thay đổi. Dựa vào đó ta có thể trả lời được câu hỏi trên.
Nếu p - Ạ thi pV = hằng số Kết quả thí nghiêm như sau
Thể tích V (cm3)
Áp suất p (105Pa)
pv
20
1,00
10
2,00
40
0,50
30
0,67
Hãy tính các giá trị của tích pV ở bảng trên và rút ra kết luận vế dự đoán.
C2. Hãy dùng các số liệu trong bảng kết quả thí nghiêm để vẽ đường biểu diễn sự biến thiên của p theo V trong hệ tọa độ (p, V).
Trên trục hoành: 1cm ứng với 10cm3
Trên trục tung: 1cm ứng với 0,2.105Pa
c. CẦU HỎI VÀ BẢI TẬP
Kế tèn các tliông sô trạng thái cùa một lượng khí
Thê nào lá quá trinh dẳng nhiệt. ?
Phát, bièu và viêt hệ thức cùa (lịnh luạt Boi-lư - Ma-ri-ót.
Đường đáng nhiệt trong hệ tọa độ (p. V) có dạng gi?
Trong các dại lượng sau đay. dại lượng nào khùng phái lii thòng số trạng thái nia một lượng kin;'
A. Thê tích	B. Khỏi lượng	c. Nhiệt, độ tuyệt đòi	D. Ap suât
Trong các hệ thức sau (láy hệ thức náo không phú hợp với dinh luật Boi-lơ Ma ri ÓI?
Một xilanh chứa 150cni! khí ờ áp Siiàt 2.10:’Pa. Pit-tóng nén khi trong xilanh xuóhg còn lOOcm3. Tinh áp Siiát cứa kln trong xi lanh lúc nãy, Cùi nhiệt dọ như không đổi.
Một quá hóng cõ dung tách 2,5 lít. Người ta bơm không khỉ ợ áp suất 10 'Pa vào hóng. Mồi lần bơm được I25cm:i không khí. Tính áp suât ciia không khí trong quá bóng sau 15 lân bơm. Coi quá bóng trước khi bơm không có khong kill va trong khi bơm nhiệt độ cua khong khi không thay đối.
D. LỜI GIẢI • Hoạt động
c.l.
Từ kết quả tính toán rút ra: Trong quá trình đẳng nhiệt áp suất
• Câu hỏi và bài tập
1 ; 2 ; 3 ; 4 ; Xem phần tóm tắt trong bài học (Tr. 158 SGK) 5. B.	6. c.	7. A.
8. Trạng thái 1.
Pl =2.105Pa
V; = 150cm
3 ; Trạng thái 2.
p2 ?
V2 = lOOcm
3 ;T = const
Áp dụng định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt: PxV, = P2V2
P2 = -Pi =	-2.105 = 3.105 (Pa)
100
9. Trạng thái 1.
Pl = 10 Pa
V, = 45.125 = 5625cm3 ; Trạng thái 2. , = 5,6251ít
T = const
Áp dụng định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ô't: PlV! = p2V2
_ _ V,
P2=i-Pl =
1 „ _ 5,625 1 n5 _ o oc 1 n5/
2,5
■ 10a = 2,25.10 (Pa)
p2 =?
V, = 2,51ít
Thể tích V (cm3)
Áp suất p (105Pa)
pV
20
1,00
20
10
2,00
20
40 .
0,50
20
30
0,67
20