Bài 9. Định luật Boyle
Nghiên cứu định luật Boyle về quá trình đẳng nhiệt của khí lí tưởng.
Lý thuyết Định luật Boyle
1 1. Phát biểu định luật
Định luật Boyle (định luật Mariotte):
Trong quá trình đẳng nhiệt (nhiệt độ không đổi), áp suất của một lượng khí xác định tỉ lệ nghịch với thể tích.
Công thức:
$$p \cdot V = \text{const}$$
Hay: $$p_1 V_1 = p_2 V_2$$
Trong đó:
- p₁, V₁: áp suất và thể tích ban đầu
- p₂, V₂: áp suất và thể tích cuối
2 2. Đường đẳng nhiệt
Đồ thị p = f(V) trong quá trình đẳng nhiệt là một đường cong hypebol.
Đối với các nhiệt độ khác nhau, ta có các đường đẳng nhiệt khác nhau. Đường đẳng nhiệt nào ở xa gốc tọa độ hơn thì có nhiệt độ cao hơn.
Đặc điểm:
- Tại mỗi điểm trên đường đẳng nhiệt, tích pV không đổi
- Khi V tăng 2 lần thì p giảm 2 lần
3 3. Điều kiện áp dụng
Định luật Boyle áp dụng chính xác cho:
- Khí lí tưởng
- Khí thực ở nhiệt độ cao và áp suất thấp
Lưu ý: Khi áp suất cao, khí thực không tuân theo định luật này do có tương tác giữa các phân tử.
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Tính áp suất hoặc thể tích
Phương pháp:
- Sử dụng p₁V₁ = p₂V₂
- Giữ nguyên nhiệt độ và lượng khí
Ví dụ minh họa
Giải:
p₁V₁ = p₂V₂ → 3.4 = p₂.2 → p₂ = 6 atm
2 Dạng 2: Bài toán thực tế
Phương pháp:
- Xác định các trạng thái
- Áp dụng p₁V₁ = p₂V₂
Ví dụ minh họa
Giải:
Thể tích ban đầu: V₁ = 3 lít, p₁ = 2 atm
Thể tích cuối: V₂ = 3 + 0,5 = 3,5 lít
p₁V₁ = p₂V₂ → 2.3 = p₂.3,5 → p₂ = 1,71 atm
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 17 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngayCác bài học trong chương: Chương 2. Khí lí tưởng
Bài 8. Mô hình động học phân tử chất khí
Bài 9. Định luật Boyle
Bài 10. Định luật Charles
Bài 11. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Bài 12. Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ
Bài 13. Bài tập về khí lí tưởng