Slide bài giảng Vật lí 12 kết nối Bài 9: Định luật Boyle

Tóm lược nội dung

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?

Trả lời rút gọn:

Khi thay đổi thể tích của một khối lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi thì áp suất khí gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó. Tức thể tích tăng thì áp suất khí giảm và ngược lại.

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.

Trả lời rút gọn:

1. Người ta dùng:

Áp kế: dùng để đo áp suất khí trong hộp kín.

Nhiệt kế: Dùng để đo nhiệt độ khí trong hộp kín.

Xi lanh: Dùng để đo thể tích khí trong hộp kín.

2. Đại lượng :

- Áp suất (P), đơn vị pascal (Pa)

- Nhiệt độ (T), đơn vị Kelvin (K)

- Thể tích (V), đơn vị mét khối (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).

Trả lời rút gọn:

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. 

Trả lời rút gọn:

Lần thí nghiệm 1: p₁V₁ = 3,0.1,0 = 3,0

Lần thí nghiệm 2: p₂V₂ = 2,5.1,2 = 3,0

Lần thí nghiệm 3: p₃V₃ = 2,0.1,5 = 3,0

Lần thí nghiệm 4: p₄V₄ = 1,5.1,9=2,85

2. 

tăng. Tuy nhiên, do van an toàn của nồi sẽ tự động mở khi áp suất vượt quá mức cho phép nên nhiệt độ trong nồi được giữ ổn định ở mức nhất định. Chính vì vậy quá trình nấu ăn diễn ra nhanh hơn so với nấu bằng nồi thông thường.

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.

Trả lời rút gọn:

Ta áp dụng công thức:

Khi lên tới mặt nước, thể tích của bọt khí tăng 1,59 lần

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

Trả lời rút gọn:

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