BÀI 9: ĐỊNH LUẬT BOYLE

KHỞI ĐỘNG

Khi thay đổi thể tích của một khối lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi thì áp suất khí thay đổi như thế nào?

Đáp án chuẩn:

 Áp suất khí gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.

I. CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA MỘT LƯỢNG KHÍ

Câu hỏi 1:Các thông số trạng thái của một lượng khí đều là đại lượng có thể đo hoặc xác định được bằng các dụng cụ đo lường.

1. Người ta dùng các dụng cụ nào để đo, xác định các thông số trạng thái của lượng khí trong hộp kín ở Hình 9.1?

2. Nêu tên đơn vị của các đại lượng này trong hệ SI.

Đáp án chuẩn:

1. 

Áp kế: đo áp suất.

Nhiệt kế: đo nhiệt độ.

Xi lanh: đo thể tích.

2. 

- Áp suất (Pa)

- Nhiệt độ (K)

- Thể tích (m³)

Câu hỏi 2: Hãy so sánh các thông số trạng thái của không khí trong một quả bóng bay đã được bơm khí để trong bóng mát và khi để ngoài nắng (Hình 9.3).

Đáp án chuẩn:

II. ĐỊNH LUẬT BOYLE

Hoạt động 1: Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm về chất khí

- Xi lanh trong suốt có độ chia nhỏ nhất 0,5 cm³ (1).

- Pit-tông có ống nối khí trong xi lanh với áp kế (2).

- Áp kế có độ chia nhỏ nhất 0,05.10⁵ Pa (3).

- Giá đỡ thí nghiệm (4).

- Thước đo (5)

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 9.4.

- Dịch chuyển từ từ pit-tông để làm thay đổi thể tích khí.

- Đọc và ghi kết quả thí nghiệm vào vở tương tự mẫu ở Bảng 9.1

Từ kết quả thí nghiệm ở Bảng 9.1, thực hiện các yêu cầu sau:

1. Xác định giá trị của tích pV tron mỗi lần thí nghiệm.

2. Vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V trong hệ toạ độ (p,V).

3. Phát biểu mỗi quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt. 

Đáp án chuẩn:

1. 

Lần đo 1: 3,0

Lần đo 2: 3,0

Lần đo 3: 3,0

Lần đo 4: 2,85

2. 

3. Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, tích của áp suất và thể tích luôn không đổi.

Câu hỏi 1: Nếu vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của p vào thì đường biểu diễn sẽ có dạng như thế nào? Tại sao?

Đáp án chuẩn: 

Đường biểu diễn sẽ có dạng: đường thẳng. 

Vì p và  có mối quan hệ tỉ lệ thuận.

Câu hỏi 2: Tìm ví dụ về quá trình đẳng nhiệt trong đời sống.

Đáp án chuẩn:

Ví dụ: nấu ăn bằng nồi áp suất.

Bài tập vận dụng

Câu hỏi 1: Một quả bóng chứa 0,04 m³ không khí ở áp suất 120 kPa. Tính áp suất của không khí trong bóng khi làm giảm thể tích bóng còn 0,025 m³ ở nhiệt độ không đổi.

Đáp án chuẩn:

192000 Pa

Câu hỏi 2: Một bọt khí nổi từ đáy giếng sau 6 m lên mặt  nước. Khi lên tới mặt nước, thể tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần? Coi áp suất khí quyển là 1,013.10⁵ Pa; khối lượng riêng của nước giếng là 1003 kg/m³  và nhiệt độ của nước giếng không thay đổi theo độ sâu.

Đáp án chuẩn:

Tăng 1,59 lần

Em có thể: Dùng định luật Boyle giải thích được các hiện tượng thực tế đơn giản có liên quan.

Đáp án chuẩn:

Ví dụ: Khi con người lặn xuống biển.

Khi lặn xuống biển, áp suất nước tăng lên theo độ sâu. Theo định luật Boyle, nếu lặn quá sâu thì sự giảm thể tích khí có thể gây ra các vấn đề sức khoẻ như tổn thương phổi,…