Trong chương trình Vật Lý 10, ở chu trình vận động và biến đổi của chất khí các em sẽ gặp một quá trình gọi là quá trình đẳng tích. Vậy quá trình đẳng tích là gì? Định luật Sác – Lơ được phát biểu như thế nào? Marathon Education sẽ giúp các em nắm vững các kiến thức cơ bản này qua bài viết dưới đây.
Quá trình đẳng tích là gì?
Sự biến đổi trạng thái (nhiệt độ, áp suất,…) của một lượng chất khí nhưng thể tích khí vẫn không thay đổi được gọi là quá trình đẳng tích.
Dưới đây là một số ví dụ minh họa giúp các em hiểu rõ hơn quá trình này:
- Lốp xe khi để ngoài trời nắng sẽ bị tác động bởi môi trường khiến nhiệt độ và áp suất khí trong lốp xe tăng nhưng lốp xe vẫn không bị nổ. Điều này chứng tỏ sự biến đổi trạng thái của khí trong lốp xe không đáng kể nên thể tích của khí bên trong lốp xe vẫn không đổi.
- Ta bơm một lượng khí nhất định trong xi lanh. Sau đó, ta tiến hành cố định piston và cho xi lanh vào một chậu nước nóng. Lúc này, môi trường nước nóng sẽ làm nhiệt độ và áp suất khí bên trong xi lanh tăng lên nhưng thể tích khí vẫn giữ nguyên như ban đầu.
Định luật Sác Lơ
Áp suất và thể tích của chất khí có mối quan hệ như thế nào? Để tìm được câu trả lời chính xác cho câu hỏi này, các em hãy cùng Marathon Education tìm hiểu về định luật Sác Lơ sau đây:
Thí nghiệm
Thí nghiệm để đưa ra định luật Sác Lơ rất đơn giản, dễ thực hiện và diễn ra nhanh chóng. Trước khi thí nghiệm, các em cần chuẩn bị những dụng cụ cần thiết như:
- Áp kế
- Nhiệt kế
- Chậu nước nóng
- Thang đo
- Xi lanh chứa khí
- Pittông cố định
- Giá đỡ
Sau khi chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, các em tiến hành thực hiện thí nghiệm theo tuần tự các bước như bên dưới:
- Cho xi lanh chứa một lượng khí nhất định vào chậu nước nóng và theo dõi sự thay đổi áp suất theo nhiệt độ trên các dụng cụ đo (nhiệt kế và áp kế).
- Đo nhiệt độ của khí khi thay đổi áp suất nhưng thể tích khí vẫn giữ nguyên.
Kết quả: Tỷ số giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối không đổi (đối với một lượng khí nhất định).
Phát biểu định luật Sác-lơ
Dựa trên kết quả của thí nghiệm, định luật Sác – lơ được phát biểu một cách chi tiết và cụ thể như sau: “Trong quá trình đẳng tích của một lượng chất khí nhất định, áp suất sẽ có sự tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.”
Theo đó, các em cũng cần phải ghi nhớ biểu thức của định luật Sác – lơ, cụ thể:
pT hoặc PT=const (hằng số)
Nếu ta gọi p1, T1 lần lượt là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của chất khí nhất định ở trạng thái 1; p2 và T2 biểu thị cho áp suất và nhiệt độ của chất khí đó ở trạng thái 2 thì ta sẽ có được công thức như sau:
p1T1=p2T2
Đường đẳng tích
Sau khi đã tìm hiểu cặn kẽ phần lý thuyết về quá trình đẳng tích, các em cũng cần phải nắm rõ kiến thức về đường đẳng tích.
Đường đẳng tích được định nghĩa là đường thẳng biểu diễn sự biến thiên của áp suất dựa theo nhiệt độ trong điều kiện thể tích không đổi.
Xét trong hệ tọa độ (p,T), đường đẳng tích sẽ là đường thẳng mà nếu chúng ta kéo dài thì đường thẳng này sẽ đi qua góc tọa độ.
Ở cùng một lượng khí nhưng đo được các thể tích khác nhau thì với mỗi số liệu thể tích khác nhau cụ thể đó, ta thu được một đường đẳng tích tương ứng. Đường đẳng tích càng nằm trên thì thể tích của chất khí càng nhỏ.
Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education
Trên đây là các thông tin về quá trình đẳng tích và định luật Sác Lơ. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết này, các em sẽ củng cố được các lý thuyết Lý 10 nền tảng và học thêm được nhiều kiến thức bổ ích xoay quanh chủ đề này. Ngoài ra, các em hãy theo dõi website của Marathon Education để học trực tuyến thêm nhiều kiến thức cơ bản Toán – Lý – Hóa – Văn khác. Chúc các em luôn đạt điểm tốt trong các kì thi sắp tới!
