MasterSchool
Đăng nhậpHS

Vật lý lớp 12 · KNTT · Chương 2

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 9: Định luật Boyle

Chương 2: Khí lí tưởng · Kết nối tri thức với cuộc sống

Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí 12 Bài 9: Định luật Boyle sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 12.

Lớp
101112
Môn
Toán họcVật lýHóa họcNgữ vănTiếng AnhSinh họcLịch sửĐịa lýGiáo dục kinh tế & pháp luậtTin họcCông nghệ

I. Các thông số trạng thái của một lượng khí

Trạng thái của một khối lượng khí nhất định được xác định bằng ba thông số trạng thái của khối khí: thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T.

Quá trình khối khí biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác gọi là quá trình biến đổi trạng thái.

Hình ảnh minh họa SGK

II. Định luật Boyle

1. Quá trình đẳng nhiệt

Quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định khi nhiệt độ giữ không đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt. Thí nghiệm về quá trình đẳng nhiệt sẽ giúp ta xác định được mối quan hệ giữa áp suất p và thể tích V của một khối lượng khí xác định trong quá trình này.

2. Thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng nhiệt

Hình ảnh minh họa SGK

Lập bảng kết quả:

p (kPa)

V (cm3)

1Vcm−3\frac{1}{V}\text{cm} -3

PV (kPa.cm3)

110

43,6

0,023

4796

120

40,0

0,025

4800

130

36,9

0,027

4797

140

34,3

0,029

4802

2. Định luật Boyle

Với khối luợng khí xác định, khi giữ nhiệt độ của khí không đổi thì áp suất p gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích V của nó.

pV = hằng số

Hình ảnh minh họa SGK

Định luật Boyle được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

• Chế tạo các dụng cụ như bơm xe đạp, bình cứu hỏa, phao cứu sinh, ...

• Hóa lỏng khí để bảo quản và vận chuyển.

• Lặn biển.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định trong đó nhiệt độ TT được giữ không đổi.
  • Định luật Boyle: Ở nhiệt độ không đổi, áp suất pp của một khối lượng khí xác định tỉ lệ nghịch với thể tích VV của nó: p∝1V  ⟺  pV=const  ⟺  p1V1=p2V2p \propto \frac{1}{V} \iff p V = \text{const} \iff p_1 V_1 = p_2 V_2.
  • Đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V)(p, V) là một nhánh của đường hypebol; đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ cao hơn nằm ở phía trên đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ thấp hơn.
  • Trong hệ tọa độ (p,1V)(p, \frac{1}{V}), đường đẳng nhiệt là một đoạn thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ OO.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Câu 1: Phát biểu định luật Boyle về quá trình đẳng nhiệt của khí lí tưởng và viết biểu thức toán học?
Ở nhiệt độ không đổi, áp suất của một khối lượng khí xác định tỉ lệ nghịch với thể tích của nó: p∝1V  ⟺  pV=const  ⟺  p1V1=p2V2p \propto \frac{1}{V} \iff p V = \text{const} \iff p_1 V_1 = p_2 V_2. Trong đó p1,V1p_1, V_1 là áp suất và thể tích ở trạng thái 1; p2,V2p_2, V_2 là áp suất và thể tích ở trạng thái 2.
Câu 2: Hình dạng và tính chất của đường đẳng nhiệt trong các hệ tọa độ (p,V)(p, V), (p,1/V)(p, 1/V), (p,T)(p, T) và (V,T)(V, T)?
Trong hệ (p,V)(p, V): Là một nhánh của đường hypebol vuông, đường ứng với nhiệt độ T2>T1T_2 > T_1 nằm ở phía trên đường T1T_1. Trong hệ (p,1V)(p, \frac{1}{V}): Là một đoạn thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ. Trong hệ (p,T)(p, T) và (V,T)(V, T): Là các đoạn thẳng vuông góc với trục nhiệt độ TT.
Câu 3: Giải thích định luật Boyle dựa trên mô hình động học phân tử chất khí?
Khi nhiệt độ không đổi, tốc độ chuyển động trung bình của các phân tử không đổi. Nếu thể tích bình giảm đi một nửa (V′=V2V' = \frac{V}{2}), mật độ phân tử trong một đơn vị thể tích tăng lên gấp đôi, dẫn đến số lần phân tử va đập vào một đơn vị diện tích thành bình trong 1 giây tăng lên gấp đôi, do đó áp suất tác dụng lên thành bình tăng gấp đôi (p′=2pp' = 2p).
Câu 4: Khi một bọt khí nổi từ đáy hồ lên mặt nước, thể tích của nó thay đổi như thế nào nếu coi nhiệt độ không đổi?
Áp suất ở đáy hồ gồm áp suất khí quyển cộng với áp suất thủy tĩnh: pđaˊy=p0+ρghp_{\text{đáy}} = p_0 + \rho g h. Khi bọt khí nổi lên mặt nước, độ sâu hh giảm dần làm áp suất xung quanh giảm dần về p0p_0. Theo định luật Boyle (pV=constpV = \text{const}), vì áp suất giảm nên thể tích của bọt khí sẽ nở to dần ra khi càng lên gần mặt nước.

Đề luyện tập theo bài

Bài 9: Định luật Boyle - Đề 1 (Nhận biết)28 câu hỏi · Nhận biết
Làm đề
Bài 9: Định luật Boyle - Đề 2 (Thông hiểu)28 câu hỏi · Thông hiểu
Làm đề
Bài 9: Định luật Boyle - Đề 3 (Vận dụng)28 câu hỏi · Vận dụng
Làm đề
Bài 9: Định luật Boyle - Đề 4 (Tổng hợp)28 câu hỏi · Vận dụng cao
Làm đề
Bài 9: Định luật Boyle - Đề 5 (Nâng cao)28 câu hỏi · Tổng hợp
Làm đề