CHỦ ĐỀ 2. KHÍ LÍ TƯỞNG. BÀI 2. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
CHỦ ĐỀ 2. KHÍ LÍ TƯỞNG. BÀI 2. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG
Ảnh
Khởi động
Khởi động
Khởi động
Bình chứa oxygen (Hình 2.1) là một thiết bị thường dùng trong điều trị người bệnh có vấn đề về hô hấp. Tuy nhiên, khi sử dụng bình cần đặc biệt chú ý nơi bảo quản nhằm đảm bảo an toàn do nguy cơ cháy nổ cao. Khí oxygen trong bình ở áp suất cao nên không phải là khí lí tưởng. Tuy nhiên, người ta vẫn sử dụng mô hình khí lí tưởng để tìm hiểu mối liên hệ giữa các thông số của một lượng khí như áp suất, nhiệt độ và thể tích, từ đó suy ra nguyên tắc bảo quản và sử dụng an toàn các bình chứa khí. Vậy mối liên hệ đó như thế nào?
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Mối liên hệ giữa các thông số trạng thái như áp suất, nhiệt độ, thể tích của khí lí tưởng được mô tả thông qua phương trình trạng thái Latex((pV)/T) = const
Mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí
Khảo sát mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi
Khảo sát mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi
- Mở van áp kế, dùng tay quay dịch chuyển pit-tông sang phải để lấy một lượng khí xác định vào xilanh. - Đóng van, đọc và ghi giá trị áp suất p (hiện trên áp kế), thể tích V của khí trong xilanh (theo vạch chia trên xilanh) khi đó.
Ảnh
Bảng 2.1
- Dùng tay quay cho pit-tông dịch chuyển từ từ đến các vị trí mới. Đọc giá trị p, V ứng với mỗi vị trí và ghi kết quả theo mẫu Bảng 2.1.
Ảnh
Luyện tập
Luyện tập
Một quả bóng có chứa 0,04 m³ khí ở áp suất 120 kPa. Nếu giảm thể tích quả bóng xuống còn 0,025 m³ ở nhiệt độ không đổi thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu?
Trả lời
Áp dụng định luật Boyle cho quá trình đẳng nhiệt: p1V1 = p2V2 ⇒120.0,04 = p2.0,025 ⇒ p2 = 192kPa
Định luật Boyle
Định luật Boyle
Với một khối lượng khí xác định, khi giữ nhiệt độ của khí không đổi thì áp suất gây ra bởi khi tỉ lệ nghịch với thể tích của nó. Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt. Công thức của định luật Boyle được viết dưới dạng: pV = hằng số
Ảnh
Mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ của chất khí
Định luật Charles
Định luật Charles
Latex( V/T) = hằng số Định luật Charles được phát biểu như sau: Với một khối lượng khi xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.
Thí nghiệm minh hoạ
Thí nghiệm minh hoạ
- Đọc giá trị phần thể tích chứa khí của xilanh ban đầu. - Đọc số chỉ của cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ phòng cũng là nhiệt độ khí trong xilanh lúc đầu. - Đổ nước nóng vào hộp chứa cho ngập hoàn toàn xilanh. Dịch pit-tông từ từ sao cho số chỉ của áp kế không đổi. Đọc giá trị của phần thể tích chứa khí và nhiệt độ sau mỗi phút.
Ảnh
Bảng 2.2.
- Ghi kết quả vào mẫu như Bảng 2.2.
Ảnh
Luyện tập
Luyện tập
Một xilanh chứa 0,16 dm³ khí nitrogen ở nhiệt độ phòng 25 °C và áp suất 1,2 atm (1 atm = 1,01.105 Pa). Hơ nóng xilanh từ từ sao cho áp suất khí trong xilanh không đổi thì khi thể tích khí trong xilanh là 0,20 dm³, nhiệt độ của khí trong xilanh là bao nhiêu?
Trả lời
Áp dụng định luật Charles cho quá trình đẳng áp:
Ảnh
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Phương trình: pV = nRT được gọi là phương trình trạng thái khí lí tưởng với n là số mol khí đang xét và R là một hằng số có giá trị thực nghiệm là R = 8,31 J/(mol.K). R được gọi là hằng số khí lí tưởng.
Luyện tập
Luyện tập
Một lốp xe chứa 0,020 m³ không khí ở 27 °C và áp suất 3,0.105 Pa. Tính khối lượng không khí trong lốp xe. Biết khối lượng mol của không khí là 28,8 g/mol.
Trả lời
Áp dụng công thức: Khối lượng không khí trong lốp xe: m = n.M = 2,41.28,8 = 69,41g
Ảnh
Vận dụng
Vận dụng
Vận dụng
Hãy vận dụng định luật Boyle để giải thích nguyên lí hoạt động của loại bình xịt như trong Hình 2.10.
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Nguyên lý hoạt động của bình xịt aerosol dựa trên sự tạo ra áp suất và sự phân tán của chất lỏng. Quá trình hoạt động diễn ra như sau: - Khi bạn nhấn nút nhấn, hệ thống chất đẩy được kích hoạt, tạo ra áp suất trong chai. - Áp suất tạo ra bởi hệ thống chất đẩy đẩy chất lỏng lên qua van phun. - Khi chất lỏng tiếp xúc với van phun, áp suất cao sẽ làm cho chất lỏng bị phân tán thành hạt nhỏ. - Hạt nhỏ này được đẩy ra khỏi van phun thông qua áp suất và tạo thành một dòng sương mịn. - Khi dòng sương mịn phun ra sẽ được sử dụng để phun lên bề mặt hoặc trong không gian nhằm đạt được hiệu quả sử dụng mong muốn.
Cảm ơn
Ảnh