Giải Vật Lí 12 trang 45 Kết nối tri thức

Với Giải Vật Lí 12 trang 45 trong Bài 11: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí 12 trang 45.

Giải Vật Lí 12 trang 45 Kết nối tri thức

Khởi động trang 45 Vật Lí 12: Các định luật Boyle và Charles chỉ xác định mối liên hệ giữa hai cặp thông số "áp suất - thể tích" và “thể tích - nhiệt độ” của một khối lượng khí xác định. Vậy, làm thế nào để xác định được mối liên hệ của cả ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác định?

Lời giải:

Để xác định được mối liên hệ của cả ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác định ta sử dụng phương trình trạng thái pV = nRT.

Hoạt động trang 45 Vật Lí 12: Hãy dựa vào các định luật Boyle, Charles và Hình 11.1 về quá trình chuyển trạng thái của một khối lượng khí xác định để lập phương trình dưới đây về mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác định:

$\frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}\Rightarrow \frac{pV}{T}=$ hằng số

Độ lớn của hằng số trên phụ thuộc vào lượng khí ta xét.

Lời giải:

Quá trình đẳng nhiệt: p₁V₁ = p₂V^'₁ (1)

Quá trình đẳng áp: $\frac{V_1^{\text{'}}}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\Rightarrow V_1^{\text{'}}=\frac{V_2.T_1}{T_2}$ (2)

Thay (2) vào (1) được: $p_1{V}_1=p_2\frac{V_2{T}_1}{T_2}\iff \frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}$

Câu hỏi 1 trang 45 Vật Lí 12: Hãy lập phương trình $\frac{{\mathrm{p}}_1{\mathrm{V}}_1}{{\mathrm{T}}_1}=\frac{{\mathrm{p}}_2{\mathrm{V}}_2}{{\mathrm{T}}_2}$ bằng một cách biến đổi trạng thái khác cách trong Hình 11.1 để chứng tỏ: Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.

Lời giải:

Xét quá trình (1) sang quá trình (1’) là quá trình đẳng áp, quá trình (1’) sang quá trình (2) là quá trình đẳng nhiệt.

Trạng thái 1: p₁; V₁; T₁

Trạng thái 1’: p₁; ; T₂

Trạng thái 2: p₂; V₂; T₂

Quá trình đẳng áp: $\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_1^{\text{'}}}{T_2}\Rightarrow V_1^{\text{'}}=\frac{V_1.T_2}{T_1}$ (2)

Quá trình đẳng nhiệt: $p_1{V}_1^{\text{'}}=p_2{V}_2$ (1)

Thay (1) vào (2) được: $p_1\frac{V_1{T}_2}{T_1}=p_2{V}_2\iff \frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}$

Vậy: Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.

Câu hỏi 2 trang 45 Vật Lí 12: Tại sao không gọi phương trình (11.1) là phương trình trạng thái của chất khí mà lại gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng?

Lời giải:

Phương trình (11.1) $\frac{p.V}{T}=$ hằng số là phương trình trạng thái của khí lí tưởng vì phương trình thể hiện mối liên hệ giữa các đại lượng áp suất, thể tích, và nhiệt độ của một khối khí lý tưởng.

Phương trình này chỉ là gần đúng cho các khí thực. Nó sẽ chính xác hơn nếu khí thực nằm trong trạng thái gần với khí lý tưởng, như cho các khí đơn nguyên tử, ở nhiệt độ cao và áp suất thấp.

Tuy nhiên, sự khác biệt giữa khí lí tưởng và khí thực không lớn ở điều kiện bình thường về áp suất và nhiệt độ nên người ta vẫn có thể áp dụng các định luật của khí lí tưởng cho khí thực nếu không cần độ chính xác cao.

Hoạt động 1 trang 45 Vật Lí 12: Hãy biểu diễn bằng đồ thị trong hệ toạ độ (p - V) các quá trình chuyển trạng thái vẽ ở Hình 11.1.

Lời giải:

Đồ thị biểu diễn quá trình chuyển trạng thái:

Hoạt động 2 trang 45 Vật Lí 12: Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng suy ra hệ thức liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích.

Lời giải:

Từ phương trình: $\frac{p_1.V_1}{T_1}=\frac{p_2.V_2}{T_2}$ vì quá trình đẳng tích nên V₁ = V₂

Quá trình đẳng tích thu được: $\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}$ .

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 11: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

• Giải Vật Lí 12 trang 47

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 12 Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ

• Vật Lí 12 Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng

• Vật Lí 12 Bài 14: Từ trường

• Vật Lí 12 Bài 15: Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ

• Vật Lí 12 Bài 16: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---