Quá trình đẳng nhiệt là gì? Định luật Bôi lơ ma ri ốt là gì (Giải thích chi tiết)

Trong chương trình Vật lý 10, học sinh sẽ được học về Các quá trình đẳng nhiệt và Định luật Boyle. Đây là một trong những nội dung trọng tâm mà bạn cần chú ý và hiểu rõ. Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp những kiến ​​thức cần thiết nhất liên quan đến nội dung bài học.

Trạng thái và quá trình thay đổi trạng thái

3 thông số dùng để xác định trạng thái của một lượng khí bao gồm:

Bạn đang xem: Quá trình đẳng nhiệt là gì? Định luật Bôi lơ ma ri ốt là gì (Giải thích chi tiết)

Một lượng khí có thể được chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác thông qua các quá trình chuyển đổi trạng thái.

Trong hầu hết các quá trình biến đổi, ba tham số V, p, T đều thay đổi. Tuy nhiên, cũng có trường hợp chỉ có 2 thông số thay đổi, các thông số còn lại giữ nguyên. Chúng tôi gọi đây là các quy trình iso. Cụ thể hơn:

• Quá trình đẳng áp: Áp suất không đổi

• Quá trình đẳng tích: Thể tích không đổi

• Quá trình đẳng nhiệt: Nhiệt độ không đổi

Một quá trình đẳng nhiệt là gì?

Một quá trình thay đổi trạng thái trong đó nhiệt độ không đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt.

Định luật Boyle của Mauritius

Cuộc thí nghiệm

• Lượng khí khảo sát chứa trong bình A, phía dưới khí là nước. Nước ở hai bể A và B nối với nhau. Dùng đồng hồ đo áp suất M để đo áp suất p của chất khí, thước T để xác định thể tích V của chất khí.

• Bơm P nối vào bình B để thay đổi áp suất khí trong bình B, đồng thời làm thay đổi áp suất khí trong bình A.

Tiến hành thí nghiệm: Giảm tốc độ để nhiệt độ của khí không thay đổi.

• Ban đầu bể B được nối với khí quyển. Ghi kết quả đo áp suất và thể tích khí lần lượt là p1 = 1 atm, V1 = 20,S cm3.

• Nối B với vòi hút của P, hút nhẹ để giảm áp suất trong B, từ đó làm giảm áp suất trong bình A. Ghi kết quả áp suất và thể tích khí lần lượt là p2 = 0,6 atm. , V2 = 30.S cm3.

• Nối B với vòi bơm P, bơm nhẹ nhàng để tăng áp suất của khí trong bình A và bình B. Ghi kết quả áp suất và thể tích khí lần lượt là p3 = 1,9 atm, V3 = 10. .Scm3

Kết luận thực nghiệm: Với sai số tỷ lệ 5%, biểu thức sau có thể xấp xỉ:

p1.V1 = p2.V2 = p3.V3

Nêu rõ luật

Định luật Boyle: “Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số”

Công thức đẳng nhiệt

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

• pV = hằng số

• p1.V1 = p2.V2 = p3.V3

Đường đẳng nhiệt

Đường đẳng nhiệt biểu thị sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi theo thời gian. Trong hệ tọa độ (p, V), đường đẳng nhiệt là một hyperbol. Xét cùng một lượng khí, các mức nhiệt độ khác nhau sẽ có đường đẳng nhiệt khác nhau.

Đường đẳng nhiệt bên dưới biểu thị nhiệt độ thấp hơn đường đẳng nhiệt ở trên.

Xem thêm: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng (phải nhớ) | Kiến thức Vật lý 10

Một số bài tập về quá trình đẳng nhiệt (Vật lý lớp 10)

Các bạn có thể tham khảo các bài tập về Quá trình đẳng nhiệt có đáp án bên dưới để củng cố lý thuyết vừa học ở trên.

Bài 1: Một bình chứa 150 cm3 khí ở áp suất 2,10^5 Pa. Piston nén khí trong bình xuống còn 100 cm3. Tính áp suất của khí trong xi lanh lúc này, giả sử nhiệt độ không đổi.

Hướng dẫn giải pháp:

Áp dụng công thức định luật Boyle:

Bài 2: Một quả bóng có thể tích 2,5 lít. Người ta bơm không khí có áp suất 10^5 Pa vào quả bóng. Mỗi máy bơm có thể bơm được 125 cm3 không khí. Tính áp suất của không khí trong khinh khí cầu sau 45 lần bơm. Xét rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi.

Xem thêm : Bộ đề thi tiếng Anh lớp 1 học kỳ 1 theo sách có đáp án (2023 – 2024)

Hướng dẫn giải pháp:

Sau 45 lần bơm vào khinh khí cầu một lượng khí ở phía ngoài có thể tích và áp suất tương ứng là:

V1 = 45. 125 = 5625 (cm3)

P1 = 10^5 Pa

Khi toàn bộ lượng khí trên bị giữ lại trong quả bóng thì thể tích của nó bằng thể tích quả bóng: V2= 2,5 lít = 2500 cm3 và áp suất P2

Quá trình này là đẳng nhiệt, áp dụng công thức định luật Boyle-Mariot:

Bài 3: Một lượng khí ở nhiệt độ 18°C ​​có thể tích 1m3 và áp suất 1 atm. Khí được nén đẳng nhiệt ở áp suất 3,5 atm. Tính thể tích khí nén.

Xem thêm : Bộ đề thi tiếng Anh lớp 1 học kỳ 1 theo sách có đáp án (2023 – 2024)

Hướng dẫn giải pháp:

Áp dụng công thức định luật Boyle:

Bài 4: Người ta điều chế khí hydro và bảo quản trong bình lớn dưới áp suất 1 atm ở nhiệt độ 20°C. Tính thể tích khí, lấy từ bình lớn đổ vào bình nhỏ có thể tích 20 lít dưới áp suất 25 atm. Giả sử nhiệt độ không đổi.

Hướng dẫn giải pháp:

Áp dụng công thức định luật Boyle:

P1.V1 = P2.V2 V1 = P2.V2P1 = 25.201 = 500 (lít)

Bài 5: Tính khối lượng khí oxi chứa trong bình 10 lít ở áp suất 150 atm ở nhiệt độ 0°C. Chúng ta biết rằng ở điều kiện tiêu chuẩn, mật độ oxy là 1,43 kg/m3

Xem thêm : Bộ đề thi tiếng Anh lớp 1 học kỳ 1 theo sách có đáp án (2023 – 2024)

Hướng dẫn giải pháp:

Phần kết luận:

Nguyễn Tất Thành đã biên soạn những kiến ​​thức then chốt cho nội dung Quá trình đẳng nhiệt và Định luật Boyle. Hy vọng bài viết trên sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập và nâng cao kiến ​​thức Vật lý.

Nguồn: https://truongnguyentatthanh.edu.vn
Danh mục: Giáo dục