Hai câu hỏi này đều đề cập đến quá trình đẳng áp của một lượng khí lí tưởng nhất định.

Trước hết, chúng ta cần nhớ lại kiến thức trọng tâm trong Sách giáo khoa Vật lý 10.

Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi (\( p = \text{hằng số} \)).

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Đây chính là nội dung của Định luật Gay-Lussac.

Công thức của định luật Gay-Lussac là:
\[ \frac{V}{T} = \text{hằng số} \]
Trong đó:

– \(V\) là thể tích của khí.

– \(T\) là nhiệt độ tuyệt đối của khí (đơn vị là Kelvin, K).

Khi xét một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 (có thể tích \(V_1\), nhiệt độ tuyệt đối \(T_1\)) sang trạng thái 2 (có thể tích \(V_2\), nhiệt độ tuyệt đối \(T_2\)) trong quá trình đẳng áp, ta có biểu thức:
\[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \]

Bây giờ, chúng ta sẽ áp dụng công thức này để giải quyết từng câu hỏi.

Hướng dẫn giải Câu 20:

Bước 1: Tóm tắt và xác định các trạng thái

– Trạng thái 1 (ban đầu): có thể tích \(V_1\) và nhiệt độ tuyệt đối \(T_1\).

– Trạng thái 2 (lúc sau): có thể tích \(V_2\) và nhiệt độ tuyệt đối \(T_2\).

– Theo đề bài, nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 2 lần, nghĩa là: \( T_2 = 2 \times T_1 \).

Bước 2: Áp dụng công thức và tính toán

Từ công thức của định luật Gay-Lussac:
\[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \]
Ta cần tìm mối quan hệ giữa \(V_2\) và \(V_1\). Từ công thức trên, ta suy ra:
\[ V_2 = V_1 \times \frac{T_2}{T_1} \]
Bây giờ, ta thay \( T_2 = 2 \times T_1 \) vào biểu thức vừa suy ra:
\[ V_2 = V_1 \times \frac{2 \times T_1}{T_1} \]
Triệt tiêu \(T_1\) ở cả tử và mẫu, ta được:
\[ V_2 = 2 \times V_1 \]

Bước 3: Kết luận

Kết quả \( V_2 = 2 \times V_1 \) cho thấy thể tích lúc sau bằng 2 lần thể tích ban đầu.

Vậy, khi nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 2 lần thì thể tích của lượng khí cũng tăng lên 2 lần.

Hướng dẫn giải Câu 21:

Chúng ta làm hoàn toàn tương tự như Câu 20.

Bước 1: Tóm tắt và xác định các trạng thái

– Trạng thái 1 (ban đầu): \(V_1, T_1\).

– Trạng thái 2 (lúc sau): \(V_2, T_2\).

– Theo đề bài, nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 3 lần, nghĩa là: \( T_2 = 3 \times T_1 \).

Bước 2: Áp dụng công thức và tính toán

Ta vẫn xuất phát từ biểu thức:
\[ V_2 = V_1 \times \frac{T_2}{T_1} \]
Thay \( T_2 = 3 \times T_1 \) vào biểu thức:
\[ V_2 = V_1 \times \frac{3 \times T_1}{T_1} \]
Triệt tiêu \(T_1\), ta có:
\[ V_2 = 3 \times V_1 \]

Bước 3: Kết luận

Kết quả cho thấy thể tích lúc sau bằng 3 lần thể tích ban đầu.

Vậy, khi nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 3 lần thì thể tích của lượng khí cũng tăng lên 3 lần.

Tổng kết và điền vào chỗ trống:

Câu 20: Trong quá trình biến đổi đẳng áp của một lượng khí lí tưởng nhất định. Khi nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 2 lần thì thể tích của lượng khí cũng tăng lên 2 lần.

Câu 21: Trong quá trình biến đổi đẳng áp của một lượng khí lí tưởng nhất định. Khi nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 3 lần thì thể tích của lượng khí cũng tăng lên 3 lần.

Qua hai ví dụ này, các em hãy ghi nhớ mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp nhé. Chúc các em học tốt