KHỞI ĐỘNG
Để giải các bài tập về sự chuyển trạng thái của khí lí tưởng thì cần dùng những công thức nào? Nêu rõ ý nghĩa và cách dùng của từng công thức.
Giải rút gọn:
- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: pV = nRT
Ý nghĩa: Mối liên hệ giữa 4 đại lượng trạng thái (p, V, n, T) của khí lí tưởng. Cho biết khi một đại lượng thay đổi thì các đại lượng khác thay đổi như thế nào.
Cách dùng:Dùng để tính một trong các đại lượng trạng thái khi biết 3 đại lượng còn lại.
- Định luật Boyle: p1V1 = p2V2
Ý nghĩa: Trong quá trình đẳng nhiệt (nhiệt độ không đổi) của một lượng khí nhất định, tích của áp suất và thể tích luôn không đổi.
Cách dùng: Dùng để tính áp suất hoặc thể tích của khí sau khi biến đổi đẳng nhiệt khi biết áp suất và thể tích ban đầu.
- Định luật Charles: 
Ý nghĩa: Trong quá trình đẳng tích (thể tích không đổi) của một lượng khí nhất định, áp suất của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Cách dùng: Dùng để tính áp suất hoặc nhiệt độ của khí sau khi biến đổi đẳng tích khi biết áp suất và nhiệt độ ban đầu.
Hoạt động 1: Hãy giải bài tập ví dụ 2 bằng cách vẽ đường đẳng tích thay cho đường đẳng áp.
Giải rút gọn:
- Vẽ đường đẳng tích: đường nét màu đen
Dựa vào đồ thị ta thấy p1 < p2 vì quá trình chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái hai là đẳng tích nên T1 < T2
Hoạt động 2: Hãy dùng phương trình 
= hằng số để giải Bài tập ví dụ 3.
Giải rút gọn:
Ta có:, 
, 
=> 
tỉ lệ thuận với m1 , p2 tỉ lệ thuận với m2.
kg
Vậy 
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu hỏi 1: Một lượng khí ở điều kiện tiêu chuẩn có thể tích 2m3. Nếu nén đẳng nhiệt lượng khí này tới áp suất 5.105 Pa thì thể tích của lượng khí sẽ là:
A. 10 m3 B. 1 m3 C. 0,4 m3 D. 4 m3
Giải rút gọn:
Thì thể tích của lượng khí sẽ là:
p1V1 = p2V2 
m3
Vậy đáp án đúng là C
Câu hỏi 2: Một bóng thám không có các bộ phân chính như mô tả ở Hình 13.3.
a) Tại sao vỏ bóng phải được làm bằng chất liệu đàn hồi?
b) Tại sao để bóng bay lên, người ta phải bơm vào bóng một loại khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí?
c) Bóng thám không thường chỉ bay lên tới độ cao khoảng từ 30 km đến 40 km là bị vỡ. Tại sao bóng bị vỡ?
Giải rút gọn:
a) Vì: khi bơm khí vào, vỏ bóng sẽ căng ra và phình to lên. Chất liệu đàn hồi giúp bóng có thể co giãn theo áp suất khí bên trong. Lúc nào khí thoát ra, vỏ bóng sẽ co lại, giữ cho bóng không bị rách.
b) Vì:
- Các loại khí dùng để bơm đo là hydro, heli mà Hydro là khí có khối lượng riêng nhỏ nhất, nhỏ hơn không khí. Khi bơm hydro vào bóng, trọng lượng của quả bóng sẽ giảm đi, khiến nó dễ dàng bay lên hơn.
- Lực đẩy Archimedes: Khi bơm khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí vào trong bóng, trọng lượng của khí bên trong bóng sẽ nhỏ hơn trọng lượng của không khí bị bóng chiếm chỗ. Vì vậy quả bóng sẽ chịu một lực đẩy hướng lên, khiến nó bay lên.
c) Vì do áp suất khí quyển: Càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm. Áp suất bên trong quả bóng thám không được giữ cố định, nó sẽ giảm dần theo áp suất khí quyển bên ngoài. Khi áp suất bên ngoài giảm quá thấp, áp suất bên trong quả bóng sẽ không đủ để chống lại lực căng của vỏ bóng, dẫn đến việc vỏ bóng bị vỡ.
Câu hỏi 3: Một bình dung tích 40 dm3 chứa 3,96 kg khí oxygen. Hỏi ở nhiệt độ nào thì bình có thể bị vỡ, biết bình chỉ chịu được áp suất không quá 60 atm. Lấy khối lượng riêng của oxygen ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,43 kg/m3.
Giải rút gọn:
Trạng thái 1 là trạng thái khí ở điều kiện tiêu chuẩn:
; 
Trạng thái 2 là trạng thái khí ở điều kiện có thể nổ: 
Áp dụng công thức : 
Vậy nhiệt độ bình bị vỡ là: 273-236,53 = 36,47 ℃
Câu hỏi 4: Một bình chứa một chất khí được nén ở nhiệt độ 27℃ và áp suất 40 atm. Nếu nhiệt độ của khí giảm xuống còn 12℃ và một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì áp suất khí sẽ bằng bao nhiêu?
Giải rút gọn:
Xét lượng khí còn lại trong bình:
Trạng thái 1 có: 
Trạng thái 2 có: 
Áp dụng công thức:
atm
Câu hỏi 5: Hình 13.4 vẽ đường biểu diễn bốn quá trình chuyển trạng thái liên tiếp của một lượng khí trong hệ toạ độ (p,T) : (
) ; 
. Hãy chứng tỏ rẳng chỉ có một trong bốn quá trình trên là đẳng tích.
Giải rút gọn:
Ta có:
Quá trình (
): áp suất tăng, nhiệt độ tăng 
quá trình đẳng tích.
Quá trình 
: áp suất không đổi 
quá trình đẳng áp.
Quá trình 
: áp suất giảm, nhiệt độ giảm 
quá trình đẳng tích.
Quá trình 
: áp suất không đổi 
quá trình đẳng áp
Em có thể: Vận dụng được các phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải các bài tập có liên quan.
Giải rút gọn;
Phần khí lí tưởng bao gồm bốn nội dung chính: mô hình động học phân tử chất khí, phương trình trạng thái của khí lí tưởng, áp suất khí theo mô hình động học phân tử và động năng phân tử. Chúng ta cần nắm vững những kiến thức này để giải các bài tập có liên quan.