Đáp án Vật lí 12 kết nối Bài 9: Định luật Boyle

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?

Hướng dẫn chi tiết:

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 là khi thể tích tăng thì áp suất khí sẽ giảm. Khi thể tích giảm thì áp suất khí sẽ tăng.

Ví dụ: Phao bơi: Khi ta thổi khí vào phao bơi, thể tích phao bơi sẽ tăng, áp suất khí bên trong phao bơi sẽ giảm, giúp phao nổi trên mặt nước.

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.

Hướng dẫn chi tiết:

1. Người ta dùng các dụng cụ là: áp kế, nhiệt kế, xi lanh.

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. Đơn vị của các đại lượng trong hệ SI :

- 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).

Hướng dẫn chi tiết:

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 trong 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. 

Hướng dẫn chi tiết:

1. Giá trị của tích pV trong mỗi lần thì nghiệm là: 

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. Đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V trong hệ toạ độ 

(p, V)

3. Phát biểu: Định luật Boyle: 

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, tích của áp suất và thể tích luôn không đổi.

Câu hỏi 1: Nếu vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của p vào thì đường biểu diễn sẽ có dạng như thế nào? Tại sao?

Hướng dẫn chi tiết:

Đường biểu diễn sẽ có dạng đường thẳng. 

Bởi vì p và có mối quan hệ tỉ lệ thuận: Khi p tăng thì tăng và ngược lại. 

Câu hỏi 2: Tìm ví dụ về quá trình đẳng nhiệt trong đời sống.

Hướng dẫn chi tiết: