Định luật Boyle

Các thông số trạng thái của một lượng khí

– Một lượng khí trong một bình kín được xác định bởi bốn đại lượng: khối lượng (m), thể tích (V), nhiệt độ (T), và áp suất (p).

– Khi thể tích, nhiệt độ và áp suất của một khối lượng khí cố định không thay đổi, ta nói rằng lượng khí đó đang ở trạng thái cân bằng. Thể tích, áp suất và nhiệt độ của lượng khí được gọi là các thông số trạng thái của nó.

– Khí chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác thông qua các quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình.

– Trong hầu hết các quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí cố định, cả ba thông số trạng thái (áp suất, thể tích, nhiệt độ) đều có thể thay đổi.

Định luật Boyle

Quá trình đẳng nhiệt

Quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí cố định khi nhiệt độ không đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt.

Định luật Boyle

– Khi nhiệt độ của một khối lượng khí cố định không đổi, áp suất của khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó:

$pV = \text{hằng số}$

– Đồ thị biểu diễn định luật Boyle là một nhánh của đường hypebol.

– Đường đẳng nhiệt của cùng một lượng khí ứng với các nhiệt độ khác nhau thì khác nhau. Đường đẳng nhiệt của cùng một lượng khí ứng với nhiệt độ T_1 ở thấp hơn đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ T_2, với T_1 < T_2

Bài tập vận dụng

Xem chi tiết các dạng bài tập về định luật Boyle có lời giải chi tiết tại đây:

Demo một số dạng bài:

Bài 1: Một lượng khí ở nhiệt độ 18°C có thể tích 1m³ và áp suất 1 atm. Người ta nén đẳng nhiệt khí với áp suất 3,5 atm. Tính thể tích khí nén.

Lời giải:

$p_{1} V_{1} = p_{2} V_{2} \Rightarrow V_{2} = \frac{p_{1} V_{1}}{p_{2}} = \frac{1 \cdot 1}{3, 5} = 0, 286 m^{3}$ Bài 2: Người ta điều chế khí hidro và chứa một bình lớn dưới áp suất 1 atm ở nhiệt độ 20°C. Tính thể tích khí, lấy từ bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ thể tích là 20 lít dưới áp suất 25 atm. Coi nhiệt độ không đổi.

Lời giải:

$V_{1} = \frac{p_{2} V_{2}}{p_{1}} = \frac{25 \cdot 20}{1} = 500 l \overset{ˊ}{ı} t .$

Câu 3: Một xilanh chứa 150 cm³ khí ở

$2 \cdot 10^5$ $2 \cdot 1 0^{5}$ Pa. Pit-tông nén khí trong xilanh xuống còn 100 cm³. Nếu coi nhiệt độ không đổi thì áp suất trong xilanh bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Áp dụng định luật boyle-mariotte ta có:

$p_1 V_1 = p_2 V_2 \Rightarrow p_2 = \frac{p_1 V_1}{V_2} = \frac{150 \cdot 2 \cdot 10^5}{100} = 3 \cdot 10^5$

Trên đây là toàn bộ kiến thức và bài tập cơ bản về định luật Boyle (bôi lơ mariot) mà chúng tôi tổng hợp được. Mong rằng tất cả các bạn đều có thể dễ dàng hiểu được công thức này. Nhờ đó, chúng ta có thể tự tin áp dụng công thức vào việc giải các bài tập trong chương trình Vật lý 12.

Định luật Boyle | Lý thuyết & bài tập thường gặp – Vật Lý 12

Các thông số trạng thái của một lượng khí

Quá trình đẳng nhiệt