Giải bài tập Vật lý 10 Bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ

§30. QUÁ TRÌNH ĐANG tích, định luật SÁC-LƠ
A. KIẾN THỨC Cơ BẢN
Quá trình 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 của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.	ệ = hằng sô'
Gọi Pì, T, là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí ở trạng thái 1; p2 và T2 là áp suất và nhiệt độ của lượng khí này ở trạng thái 2. Ta có:
pi = £2. T, T2
Đường đẳng tích
Dường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là dường đẳng tích.
B. HOẠT ĐỘNG
1. Thí nghiệm ở hình 30.2 SGK cho phép theo dõi sự thay đổi áp suất của một lượng khí theo nhiệt độ trong quá trình đẳng tích.
Kết quả thí nghiệm	
p (105Pa)
T(K)
p
T
1,00
301
1,10
331
1,20
350
1,25
365
Hãy tính các giá trị của ở bảng trên. Từ đó rút ra mối liên hệ giữa p và T
trong quá trình đẳng tích.
C.2. Hãy dùng các số liệu trong bảng kết quả thí nghiệm để vẽ đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối trong hệ tọa độ (p, T)
Trên trục tung 1cm ứng với 0,25.105
Trên trục hoành 1cm ứng với 50K
C.3. Đường biểu diễn này có đặc điểm gì?
c. CÁU HỎI VÀ BÀI TẬP
Thế nào là quá trình đảng tích Tìm một' vi dụ vé quá trinh này.
Viết hệ thức liên hệ giũa p và T trong quá trình đáng tích cùa một lượng khi nhát dịnli.
Phát biêu định luật Sác-lơ.
Trong hệ thức sau đáy. hệ thức nào khỏng.phù hợp với (lịnh luật Sac lơ?
A. p - T	tì. p- t,	c. - hàng su	D. J’. ệ
Trong hệ tọa độ (p, T), dường biéu diễn nào sau day lá dường dang tích?
A. Đường hypebol.
Đường tháng kéo dai qua góc tọa dụ. c. Đường thang không di qua góc tọa độ.
D. Diking tháng cát trục p tại diêm p p„.
Hệ thức nào sau dây phù hợp với định luật Sác-lơ?
A. p~t	B. £-•=£..	c. £ =.hàng sỏ' . D. -£-=^
T. T	t	p. T.
Một binh chưa một lượng khí ớ nhiệt dộ 30°C vá áp suãt 2 bar. (1 bar = 10'Pal. Hói phái táng nhiệt độ lén tới bao nhiêu độ đõ áp suàt tang gãp đôi?
Một chiếc lỏp ó to chứa khùng khi có áp suât 5 bar và nhiệt độ 25'Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng len làm cho nhiệt độ khóng khi trong lóp tang len tới 50"(‘. Tính ap suai cùa không khi trong lóp xe lúc này.
LỜI GIẢI
• Hoạt động
c.l.	
p i 10 "Pa)
T (K)
Ị>
T
1,00
301
0,003
1,10
331
0,003
1,20
350 -
0,003
1,25
365
0,003
Từ kết quả thí nghiệm rút ra: Trong quá trình đáng tích ti số ~ là
hằng số hay áp suất ti ]ệ thuận với nhiệt đọ tuyệt dối.
3. Đường biếu diễn sự phụ thuộc cùa áp suat vào nhiệt độ tuyệt dôi
(Đường đảng tích) có dặc điếm là một đưừng thắng, nén kéo dai sẽ đi qua góc tọa độ (0), với cung một lượng kin. thô tích khi cang lớn thì dường đắng tích hằm cáng thấp.
• Câu hỏi và bài tập
* Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.
* Ví dụ: Mang một quả bóng từ chỗ mát ra ngoài sân nắng trong
thời gian nhiệt độ khí trong bóng tăng, trạng thái khí sẽ biến đổi theo quá trình đẳng tích.
Liên hệ p và T trong quá trình đẳng tích
Trạng thái 1: Vj ; Pi = 2bar ; Ti = 273 + 30 = 303 (K)
Trạng thái 2: v2 = Vi ; p2 = 2Pl = 4bar ; T2 = ?
Áp dụng định luật Sác-lơ:
Ti T2
=> T2 = .Ti = ị .303 = 606 (K)
Pi 2
Trạng thái 1: Vi ; Pi = 5bar ; Tj = 25 + 273 = 298 (K)
Trạng thái 2: v2 = Vj ; p2 = ? ; T2 = 50 + 273 = 323 (K)
T.	393
p2 = ,Pl = £££ .5 = 5 42 (bar)
Tj	298