Title 3. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI-23-06.docx ✅

VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 1 CHỦ ĐỀ 07: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I. LÍ THUYẾT CĂN BẢN 1. Khí lí tưởng Khí lí tưởng là khí tuân theo đúng định luật Bôi-lơ và định luật Sác-lơ 2. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng *Xét một khối khí biến đổi qua hai giai đoạn được mô tả như đồ thị hình vẽ: *Áp dụng ĐL Bôi-lơ cho quá trình đẳng nhiệt từ 12 : 1122pVpV (7.1) *Áp dụng ĐL Sác-lơ cho quá trình đẳng áp từ 22 : 22 12 VV TT   (7.2) *Từ (7.1) và (7.1), lấy vế trái nhân vế trái, vế phải nhân vế phải ta thu được kết quả: 1122 12 pVpV TT (7.3) hay pV C T (7.4) (C là hằng số) 3. Quá trình đẳng tích *Nếu xét quá trình đẳng tích thì thể tích V không đổi và bằng V 1 . Phương trình (7.4) trở thành 1 pC TV = hằng số *Nếu biểu diễn dưới dạng hai trạng thái ta có: 12 12 pp TT *Đường đẳng tích biểu diễn sự phụ thuộc áp suất p theo nhiệt độ tuyệt đối T khi thể tích được giữ không thay đổi (hình vẽ) 4. Ứng dụng + Phương trình trạng thái được áp dụng vào việc nghiên cứu, chế tạo các thiết bị có liên quan đến chất khí như khí cầu, bình đựng khí, trang phục lăn, máy điều hòa không khí, máy nén khí,… + Phương trình trạng thái còn nghiên cứu sự thay đổi áp suất, nhiệt độ, khối lượng riêng của không khí trong khí quyển, tìm hiểu quá trình biến đổi khí hậu để dự báo thời tiết,… II. BÀI TẬP MINH HỌA BÀI TẬP 1. Một quả bóng hình cầu có thể tích 500 lít khi bơm không khí có áp suất 0,4 atm và nhiệt độ 37 0 C vào bóng. a. Tính thể tích của quả bóng khi bơm khí có áp suất 2 atm và nhiệt độ 57 0 C vào bóng. b. Tính bán kính của bóng khi bơm khí áp suất 1 atm, nhiệt độ 27 0 C vào bóng. BÀI TẬP 2. Một xilanh hình trụ thẳng đứng, cách nhiệt, tiết diện S = 90 cm 2 , chứa không khí ở nhiệt độ 27 0 C. Khí được giam trong xilanh nhờ một pittong có khối lượng không đáng kể và có thể dịch chuyển không ma sát với thành xilanh. Ban đầu pittong cách đáy là h = 48 cm. Người ta đặt lên pittong một vật nặng, sau khi ổn định, pittong ở vị trí thấp hơn trước là 12 cm. Biết nhiệt độ
VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 2 của khí trong xilanh khi đó là 64,5 0 C, biết rằng áp suất khí quyển là p 0 = 10 5 Pa. Tính trọng lượng của vật nặng? II. BÀI TẬP NĂNG LỰC & CẤP ĐỘ TƯ DUY 1. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn Câu 1. Một lượng khí có áp suất 750 mmHg,nhiệt độ 27 0 C và thể tích 76 cm 3 . Thể tích khí ở điều kiện chuẩn nghĩa là nhiệt độ 0 0 C và áp suất 760 mmHg có giá trị là A. 22,4 cm 3 . B. 32,7 cm 3 . C. 68,25 cm 3 . D. 78 cm 3 . Câu 2. Một lựợng hơi nước có nhiệt độ t 1 = 100 0 C và áp suất p 1 = 1atm đựng trong bình kín. Làm nóng bình và hơi đến nhiệt độ t 2 = 150 0 C thì áp suất của hơi nước trong bình là A. 1,50 atm. B. 1,13 atm. C. 1,25 atm. D. 1,37 atm. Câu 3. Nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27 0 C để thể tích của nó giảm chỉ còn 4 lít, quá trình nén nhanh nên nhiệt độ tăng đến 60 0 C. Áp suất khí đã tăng bao nhiêu lần? A. 2,78. B. 2,24. C. 2,85. D. 3,2. Câu 4. Một lượng khí có thể tích 200 cm 3  ở nhiệt độ 16 0 C và áp suất 740 mmHg. Thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn là A. V 0 = 18,4 cm 3 . B. V 0 = 1,84 m 3 . C. V 0 = 184 cm 3 . D. V 0 = 1,02 m 3 . Câu 11: Trong xi lanh động cơ trong có 2 dm 3 hỗn hợp khí áp suất 1atm và nhiệt độ 27 0 C. Pittông nén xuống làm thể tích hỗn hợp giảm bớt 1,8 dm 3 và áp suất tăng lên thêm 14 atm. Nhiệt độ hỗn hợp khí nén bằng A. 450 K. B. 1350 K. C. 1080 K. D. 150 K. Câu 5. Ở thời kì nén của một động cơ đốt trong 4 kì, nhiệt độ của hỗn hợp khí tăng từ 47 0 C đến 367 0 C, còn thể tích của khí giảm từ 1,8 lít đến 0,3 lít. Áp suất của khí lúc bắt đầu nén là 100kPa. Coi hỗn hợp khí như chất khí thuần nhất, áp suất cuối thời kì nén là A. 1,5.10 6 Pa. B. 1,2.10 6 Pa. C. 1,8.10 6 Pa. D. 2,4.10 6 Pa. Câu 6. Trong một động cơ điêzen, khối khí có nhiệt độ ban đầu là 627 0 C được nén để thể tích giảm bằng 1 3 thể tích ban đầu và áp suất tăng 20% so với áp suất ban đầu. Nhiệt độ của khối khí sau khi nén bằng A. 360 0 C. B. 87 0 C. C. 267 0 C. D. 251 0 C. Câu 7. Một bình cầu dung tích 20 lít chứa ôxi ở nhiệt độ 16 0 C và áp suất 100 atm. Tính thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn?. Tại sao kết quả tìm được chỉ là gần đúng? A.1889 lít vì áp suất quá lớn. B. 1889 lít vì áp suất nhỏ. C. 34125 lít vì áp suất quá lớn D. 34125 lít vì áp suất nhỏ. Câu 8.  Một bóng thám được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10 m bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,03 atm và nhiệt độ 200K. Biết bóng được bơm khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 300K, bán kính của bóng khi bơm bằng A.2,12 m. B. 2,71 m. C. 3,56 m. D. 1,78 m. Câu 9. Biết khối lượng riêng của không khí ở 0 0 C và áp suất 1,01.10 5 Pa là 1,29 (kg/m 3 ).Khối lượng riêng của không khí ở 100 0 C và áp suất 2.10 5 Pa bằng A.1,87 kg/m 3 . B. 1,85 (kg/m 3 ). C. 3,49 kg/m 3 . D. 6,97 kg/m 3 .
VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 3 Câu 10. Trong một động cơ điêzen, khối khí có nhiệt độ ban đầu là 32 0 C được nén để thể tích giảm bằng 1 16 thể tích ban đầu và áp suất tăng 48,5 lần áp suất ban đầu. Nhiệt độ khối khí sau khi nén có giá trị là A. 97 0 C. B. 652 0 C. C. 1552 0 C. D. 132 0 C. Câu 11. Nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27 0 C để thể tích của nó giảm chỉ còn 4 lít, quá trình nén nhanh nên nhiệt độ tăng đến 60 0 C. Sau khi nén áp suất khí đã tăng lên A. 2,78 lần. B. 2,25 lần. C. 2,85 lần. D. 5,56lần. Câu 12. Một bình bằng thép dung tích 30l chứa khí Hiđrô ở áp suất 6MPa và nhiệt độ 37 0 C. Dùng bình này bơm được bao nhiêt quả bóng bay dung tích mỗi quả 1,5l, áp suất và nhiệt độ khí trong mỗi quả bóng là 1,05.10 5 Pa và 12 0 C. A. 525 quả. B. 1050 quả. C. 515 quả. D. 1030 quả. Câu 13. Ở điều kiện tiêu chuẩn: 1 mol khí ở 0 0 C có áp suất 1atm và thể tích là 22,4 lít. Hỏi một bình có dung tích 5 lít chứa 0,5 mol khí ở nhiệt độ 0 0 C có áp suất là bao nhiêu? A. 1,12 atm. B. 2,04 atm. C. 2,24 atm. D. 2,56 atm. 2.Câu trắc nghiệm đúng sai Câu 14. Một lượng khí xác định có thể tích V = 100 cm 3 , nhiệt độ 27 0 C và áp suất 10 5 Pa. Hằng số khí: R = 8,31 J/mol.K. Phát biểu Đún g Sai a. Nếu kết quả được làm tròn đến chữ số thứ ba sau dấu phẩy thập phân thì số mol của khối khí bằng 0,004 mol. b. Giữ nhiệt độ không đổi, tăng áp suất tới 1,25.10 5 Pa thì thể tích khí khi đó bằng 80 cm 3 c. Từ trạng thái ban đầu, nén khí để thể tích giảm đi 20 cm 3 , nhiệt độ khí tăng lên đến 39 0 thì áp suất khí lúc này bằng 5,2.10 5 Pa d. Nếu thể tích giảm bằng 1 3 thể tích ban đầu và áp suất tăng 20% so với áp suất ban đầu thì nhiệt độ của khối khí sau khi nén bằng 120 0 C Câu 15. Một khối khí lí tưởng biến đổi đẳng tích từ trạng thái (1) có nhiệt độ 400 K, áp suất 24, atm đến trạng thái (2) có nhiệt độ 800 K. Phát biểu Đún g Sai a. Áp suất của khối khí khi kết thúc quá trình (trạng thái 2) là 4,8 atm b. Đồ thị biến đổi khối khí trong hệ tọa độ (p, T) như hình H 1
VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 4 c. Đồ thị biến đổi khối khí trong hệ tọa độ (V, T) như hình H 2 d. Công của khối khí thực hiện được trong quá trình đẳng tích là bằng 0 Phần I. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn Câu 16. Trước khi nén, hỗn hợp khí trong xilanh của động cơ có áp suất 1 atm, ở nhiệt độ 47 0 C và thể tích 30 cm 3 . Sau khi nén, thể tích giảm còn 4 cm 3 và áp suất là 15 atm. Nhiệt độ sau khi nén bằng bao nhiêu 0 C? Câu 17. Một phòng kích thước 8 m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện chuẩn. Sau đó nhiệt độ không khí tăng lên tới 10 0 C, trong khi áp suất là 78 cmHg. Thể tích không khí đã ra khỏi phòng bằng bao nhiêu m 3 ? (Kết quả được làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân) Đáp số:………………………. Câu 18. Trong một bình kín dung tích 20 lít có chứa 4,4 kg khí cacbonic ở nhiệt độ 27 0 C. Biết thể tích của một mol khí ở điều kiện chuẩn là V 0  = 22,4 lít. Áp suất của khí trong bình bằng bao nhiêu atm?(Kết quả được làm tròn đến phần nguyên) Đáp số:……………………. Câu 19. Một khí lí tưởng có thể tích 10 lít ở 27 0 C áp suất 1atm, biến đổi qua hai quá trình: quá trình đẳng tích áp suất tăng gấp 2 lần; rồi quá trình đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít. Nhiệt độ sau cùng của khối khí bằng bao nhiêu 0 C? Đáp số:………………….. Câu 20. Người ta bơm khí ôxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000 lít. Sau nửa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24 0 C và áp suất 765 mmHg. Biết khối lượng riêng của khí ôxi ở điều kiện chuẩn là 1,29 kg/m 3 . Coi quá trình bơm diễn ra một cách đều đặn. Khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây bằng bao nhiêu g? (Kết quả được lấy đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân) Đáp số:…………………… Câu 21. Một xilanh có pit-tông cách nhiệt đặt nằm ngang. Pit-tông ở vị trí chia xilanh thành hai phần bằng nhau, chiều dài của mỗi phần là 30 cm. Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17 0 C và áp suất 2 atm. Muốn pit-tông dịch chuyển 2 cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu độ K? Đáp số:………………………….. Câu 22. Một ống nghiệm tiết diện đều có chiều dài 76 cm, đặt thẳng đứng chứa một khối khí đến nửa ống, phía trên của ống là một cột thủy ngân. Nhiệt độ lúc đầu của khối khí là 0 0 C. Áp suất khí quyển là 76 cmHg. Để một nửa cột thủy ngân trào ra ngoài thì phải đun nóng khối khí lên đến bao nhiêu 0 C? (Kết quả được làm tròn đến phần nguyên) Đáp số:................................. Câu 23. Một khí cầu có thể tích 3V336 m và khối lượng vỏ m84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 27 0 C và áp suất 1 atm ; khối lượng mol của không khí ở điều kiện chuẩn là 29.10 -3 kg/mol. Để khí cầu bắt đầu bay lên thì không 76cm 0 0 C