Quá trình đẳng tích. Định luật Sác - lơ

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC – LƠ

A)Tóm tắt lý thuyết:

1,Quá trình đẳng tích:

Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi.

2,Đường đẳng tích:

-Đường biểu diện sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích.

-Dạng đường đẳng tích:

                                             

Trong hệ tọa độ OpT đường đẳng tích là đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ.

3,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.

$p\sim T\Rightarrow \frac{p}{T}$ = hằng số hay $\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}=...$

Trong đó áp suất đơn vị (Pa), thể tích đơn vị (lít)

1atm = 1,013.10$^{5}$ Pa ; 1mmHg = 133,32 Pa ; 1 Bar = 10$^{5}$ Pa

T = 273 + $t{{(}^{0}}C)$

B)Ví dụ minh họa:

                                                         Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{p}_{2}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=4,{{2.10}^{5}}$ Pa

Chọn đáp án B.

                                                          Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{p}_{2}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}$ = 303,9 Pa

$\Rightarrow \Delta p={{p}_{2}}-{{p}_{1}}$ = 3,9 Pa

Chọn đáp án C.

                                                           Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{2}}=\frac{{{T}_{1}}.{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}$ = 315 K

Chọn đáp án B.

                                                          Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{1}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{p}_{2}}}=\frac{({{T}_{1}}+313).p{{}_{1}}}{2{{p}_{1}}}=313K\Rightarrow t={{40}^{0}}C$

Chọn đáp án C.

                                                         Hướng dẫn

Đèn kín $\Rightarrow $ quá trình đẳng tích

${{T}_{t}}=\frac{{{T}_{s}}.{{p}_{t}}}{{{p}_{s}}}=1,5{{T}_{s}}=450K\Rightarrow {{t}_{t}}={{177}^{0}}C$

Chọn đáp án D.

                                                                 Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{1}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{p}_{2}}}=\frac{({{T}_{1}}+25).{{p}_{1}}}{({{p}_{1}}+0,125.{{p}_{1}})}=\frac{{{T}_{1}}+25}{1,125}=200K$

Chọn đáp án A.

                                                             Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Leftrightarrow \frac{{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}=\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}=\frac{323+273}{25+273}=2$

Chọn đáp án C.

                                                         Hướng dẫn

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Leftrightarrow {{T}_{2}}=\frac{{{p}_{2}}{{T}_{1}}}{{{p}_{1}}}=500K\Rightarrow t={{227}^{0}}C$

Chọn đáp án B.

                                                               Hướng dẫn

Phía trên nắp đậy chịu áp suất của khí quyển p$_{0}$ và áp suất do trọng lực của nắp   p$_{g}$ gây nên, còn phía dưới nắp chịu áp suất của không khí bên trong p$_{2}$.

Vậy để không khí không đẩy được nắp bình thì ${{p}_{2}}\le {{p}_{0}}+{{p}_{g}}$

Hay: ${{p}_{2\max }}={{p}_{0}}+{{p}_{g}}={{p}_{0}}+\frac{mg}{S}=1,{{2.10}^{2}}$

Theo định luật Sac – lơ ta có:

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2\max }}}{{{T}_{2\max }}}\Leftrightarrow {{T}_{2\max }}=323,{{4}^{0}}K\Rightarrow {{t}_{2}}=50,{{4}^{0}}C$

Chọn đáp án A.

                                                              Hướng dẫn

Trước khi nút bật ra, thể tích khí trong chai không đổi và quá trình đun nóng là quá trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra, áp lực không khí trong chai tác dụng lên nút phải lớn hơn áp lực của khí quyển và lực ma sát:

${{p}_{2}}S>{{F}_{ms}}+{{p}_{1}}S$

Do đó: ${{p}_{2}}>\frac{{{F}_{ms}}}{S}+{{p}_{1}}$

Vì quá trình là đẳng tích nên:

$\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{2}}={{T}_{1}}\frac{{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}\Rightarrow {{T}_{2}}=\frac{{{T}_{1}}}{{{p}_{1}}}(\frac{{{F}_{ms}}}{S}+{{p}_{1}})$

$\Rightarrow {{T}_{2}}=\frac{270}{9,{{8.10}^{4}}}\left( \frac{12}{2,{{5.10}^{-4}}}+9,{{8.10}^{4}} \right)\approx 402K$

Chọn đáp án A. 

C)Bài tập tự luyện:

Câu 1: Quá trình đẳng tích là:

A.Quá trình biến đổi trạng thái khí thể tích không đổi.

B.Quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi.

C.Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi.

D.Quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ và thể tích không đổi.

Câu 2: Hiện tượng có liên quan đến định luật Sac – lơ là:

A.săm xe đạp để ngoài nắng có thể bị nổ.

B.quả bóng bay bị vỡ khi dùng tay bóp mạnh.

C.quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng lại phồng lên như cũ.

D.mở lọ nước hoa và mùi nước hoa lan tỏa khắp phòng.

Câu 3: Đường đẳng tích là:

A.Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi nhiệt độ không đổi.

B.Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi áp suất không đổi.

C.Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi.

D.Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi áp suất và thể tích không đổi.

Câu 4: Trong hệ tọa độ (p,T), đường đẳng tích là:

A.Đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.

B.Đường parabol.

C.Đường hypebol.

D.Đường thẳng song song với trục tung.

Câu 5: Xét một quá trình đẳng tích của một lượng khí lí tưởng nhất định. Tìm phát biểu sai:

A.Độ biến thiên của áp suất tỉ lệ thuận với độ biến thiên của nhiệt độ.

B.Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

C.Độ biến thiên của áp suất tỉ lệ thuận với độ biến thiên của nhiệt độ Celsius.

D.Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ Celsius.

Câu 6: Khi đun nóng một bình kín chứa khí để nhiệt độ tăng 1$^{0}$C thì áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của khí là:

A.73$^{0}$C                          B.37$^{0}$C                               C.87$^{0}$C                              D.78$^{0}$C    

Câu 7: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 15 lít đến 11,5 lít thì áp suất tăng thêm 1 lượng 3,5k Pa. Hỏi áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu?

A.10000 Pa                  B.11500 Pa                       C.12000 Pa                       D.12500 Pa

Câu 8: Một khối khí lí tưởng nhốt trong bình kín. Tăng nhiệt độ của khối khí từ 100$^{0}C$ lên 200$^{0}C$ thì áp suất trong bình sẽ:

A.Có thể tăng hoặc giảm.

B.Tăng lên hơn 2 lần áp suất cũ.

C.Tăng lên ít hơn 2 lần áp suất cũ.

D.Tăng lên đúng bằng 2 lần áp suất cũ.

Câu 9: Ở 7$^{0}C$ áp suất của một khối khí bằng 0,897 atm. Khi áp suất khối khí này tăng đến 1,75 atm thì nhiệt độ của khối khí này bằng bao nhiêu, coi thể tích khí không đổi.

A.273$^{0}C$                         B.273$^{0}K$                         C.280$^{0}$C                        D.280$^{0}K$

Câu 10: Một khối khí ở 7$^{0}C$ đựng trong bình kín có áp suất 1 atm. Đun nóng đẳng tích bình đến nhiệt độ bao nhiêu để khí trong bình có áp suất là 1,5 atm:

A.40,5$^{0}C$                       B.420$^{0}C$                         C.147$^{0}C$                        D.87$^{0}$C  

Đáp án:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
A	A	C	A	D	C	B	C	A	C

 

                

 

Bài viết gợi ý: