Môn Vật lý 12

Bài 10. Định luật Charles

1. Phát biểu định luật

Định luật Charles:

Trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi), thể tích của một lượng khí xác định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Công thức:

$$\frac{V}{T} = \text{const}$$

Hay: $$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$

Trong đó:

  • V₁, T₁: thể tích và nhiệt độ ban đầu
  • V₂, T₂: thể tích và nhiệt độ cuối
  • T phải đo bằng Kelvin (K)

2. Đường đẳng áp

Đồ thị V = f(T) trong quá trình đẳng áp là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

Đối với các áp suất khác nhau, ta có các đường đẳng áp khác nhau. Áp suất càng lớn, đường đẳng áp càng thấp.

Đặc điểm:

  • Khi T tăng 2 lần thì V tăng 2 lần
  • Đường đẳng áp có dạng: V = kT (k = const/p)

3. Quá trình đẳng tích (Gay-Lussac)

Định luật Gay-Lussac (quá trình đẳng tích):

Trong quá trình đẳng tích (thể tích không đổi), áp suất của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

$$\frac{p}{T} = \text{const}$$

Hay: $$\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$$

Dạng 1: Tính thể tích hoặc nhiệt độ

Phương pháp:

  • Sử dụng V₁/T₁ = V₂/T₂
  • Chú ý: T phải đổi sang Kelvin
Ví dụ 1: Khí ở 27°C có V₁ = 4 lít. Đun nóng đẳng áp đến 127°C. Tính V₂.

Giải:

T₁ = 27 + 273 = 300 K

T₂ = 127 + 273 = 400 K

V₁/T₁ = V₂/T₂ → 4/300 = V₂/400 → V₂ = 5,33 lít

Dạng 2: Bài toán đẳng tích

Phương pháp:

  • p₁/T₁ = p₂/T₂
  • Thể tích không đổi
Ví dụ 2: Khí trong bình kín ở 27°C có p = 2 atm. Tính áp suất khi nhiệt độ tăng đến 127°C.

Giải:

T₁ = 300K, T₂ = 400K

p₁/T₁ = p₂/T₂ → 2/300 = p₂/400 → p₂ = 2,67 atm

Luyện tập trắc nghiệm

1 / 17
Câu 1
Trắc nghiệm đơnTrung bình

Quá trình đẳng áp là quá trình:

A
Áp suất không đổi
B
Nhiệt độ không đổi
C
Thể tích không đổi
D
Nội năng không đổi