A. Tóm tắt lí thuyết:
I. Quá trình đẳng tích:
Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.
II. 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.
Ta có: \[\frac{P}{T}\] = const
III. Đường đẳng tích:
- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đẳng tích.
- Trong hệ tọa độ (p, T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1: trang 162- sgk vật lí 10
Thế nào là quá trình đẳng tích? Tìm một số ví dụ về quá trình này.
Hướng dẫn giải
Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi.
Ví dụ: Nung một chất khí xác định trong một bình kín, bình có sự dãn nở vì nhiệt không đáng kể.
Câu 2: trang 162 - sgk vật lí 10
Viết hệ thức liên hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định.
Hướng dẫn giải
p ∼ T =>\[\frac{p}{T}\] = hằng số
Câu 3: trang 162 - sgk vật lí 10
Phát biểu định luật Sác-lơ.
Hướng dẫn giải
Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 4: trang 162 - sgk vật lí 10
Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật Sác - lơ?
A. p ∼ T
B. p ∼ t
C. \[\frac{p}{T}\]= hằng số
D. \[\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}\] = \[\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\]
Hướng dẫn giải
Chọn B vì theo quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 5: trang 162 - sgk vật lí 10
Trong hệ tọa độ (p,T) đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích?
A. Đường hypebol
B. Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ.
C. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ.
D. Đường thẳng cắt trục p tại điểm p = po.
Hướng dẫn giải
Chọn B vì đồ thị đường đẳng tích là đường thẳng nếu kéo dài nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
Câu 6: Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác-lơ?
A. p ∼ t
B. \[\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}\]= \[\frac{{{p}_{3}}}{{{T}_{3}}}\]
C. \[\frac{p}{t}\]= hằng số
D. \[\frac{{{p}_{1}}}{{{p}_{2}}}\]=\[\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\]
Hướng dẫn giải
Chọn B vì trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 7: trang 162 - sgk vật lí 10
Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 30oC và áp suất 2 bar. ( 1 bar = 105 Pa).
Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi?
Hướng dẫn giải
Trạng thái 1: T1 = 300C+273 = 303K; p1 = 2 bar
Trạng thái 2: p2 = 2p1; T2 = ?
Do thể tích trong bình là không đổi nên ta áp dụng định luật Sác-lơ :
\[\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}\] = \[\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\] => \[{{T}_{2}}=\frac{{{p}_{2}}{{T}_{1}}}{{{p}_{1}}}=\frac{2.{{p}_{1}}.303}{{{p}_{1}}}\]
= 606K = 3330C
Câu 8: trang 162 - vật lí 10
Một chiếc lốp ôtô chứa không khí có áp suát 5 bar và nhiệt độ 25oC. Khi xe chạy nhanh lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 500C. Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này.
Hướng dẫn giải
- Trạng thái 1: T1 = 273 + 25 = 298K; p1 = 5 bar
- Trạng thái 2: T2 = 273 + 50 = 323K; p2 = ?
Thể tích của lốp xe không đổi. Áp dụng định luật Sác - lơ ta có:
\[\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{p}_{2}}=\frac{{{p}_{1}}{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}=\frac{5.323}{298}=5,42\left( bar \right)\]