Tiêu đề Chủ đề 5 - phương trình trạng thái khí lí tưởng - GV.pdf ✅

Chủ đề 5 : PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG Dạng 1 – Phương trình trạng thái khí lí tưởng I – TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1 . Khí thực và khí lí tưởng : a. KHÍ THỰC : - Các phân tử khí có thể tích riêng. - Các phân tử khí tương tác với nhau cả khi ở xa nhau. - Tuân theo gần đúng các định luật về chất khí. b. KHÍ LÍ TƯỞNG : - Phân tử khí là chất điểm. - Các phân tử khí chỉ tương tác với nhau khi va chạm. - Tuân theo đúng các định luật về chất khí. 2. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng : 1 1 2 2 1 2 pV p V T T  (1) hay pV C T  (2) (C là hằng số). Độ lớn của hằng số C phụ thuộc vào lượng khí mà ta xét. → Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối. 3. Vận dụng : Phương trình trạng thái của khí lý tưởng có nhiều ứng dụng thực tế : - Nghiên cứu, chế tạo các thiết bị có liên quan đến chất khí như khí cầu, bình đựng khí, trang phục lặn, máy điều hòa không khí, máy nén khí,... - Nghiên cứu sự thay đổi áp suất và thể tích của các lớp khí tồn tại trong các vật liệu để tìm tòi, sản xuất các vật liệu đáp ứng các yêu cầu sử dụng khác nhau; ứng dụng trong nghiên cứu về khí quyển, dự báo thời tiết,...

V2 = p1V1T2 p2T1 = 750.76.273 760.300 = 68,25(cm3 ) Câu 11: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm3 khí hiđro ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 27 oC. Thể tích của lượng khí trên ở điều kiện áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 0 oC bằng A. 50,7 cm3 . B. 40,2 cm3 . C. 16,3 cm3 . D. 35,9 cm3 . V2 = p1V1T2 p2T1 = 750.40.273 760.300 ≈ 35,9 (cm3 ) Câu 12: Trong xi lanh động cơ trong có 2 dm3 hỗn hợp khí áp suất 1 atm và nhiệt độ 27 oC. Pittông nén xuống làm thể tích hỗn hợp giảm bớt 1,8 dm3 và áp suất tăng lên thêm 14 atm. Nhiệt độ hỗn hợp khí nén bằng A. 230 K. B. 1000 K. C. 450 K. D. 570 K. T2 = p2V2T1 p1V1 = 15.0,2.300 1.2 = 450 (K) Câu 13: Trong một động cơ điêzen, khối khí có nhiệt độ ban đầu là 627 oC 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 oC. B. 87 oC. C. 267 oC. D. 251 oC. 1 2 2 1 1 = 3 3 V V V V   ; 2 1 1 1 p  p 20%p 1,2p *Áp dụng: 0 0 1 1 2 2 2 2 2 1 0 0 0 0 0 2 1 2 1 1 1 273 1 627 1 2 0 4 87 273 273 273 3 pV p V t p V t , . , t C t t t p V             Câu 14: Một bình cầu dung tích 20 lít chứa ôxi ở nhiệt độ 16 oC 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. 2792 lít vì áp suất quá lớn. D. 2792 lít vì áp suất nhỏ. Áp suất Thể tích Nhiệt độ Trạng thái 1 (đktc)   0 p 1 atm V0 ?l 1T 273K Trạng thái 2 p 100atm V  20l 2T 289K *Áp dụng:             0 0 0 0 0 1 100 20 1889 273 289 p V pV atm .V atm . l V l T T K K      Câu 15: Một bình bằng thép dung tích 30 lít chứa khí Hiđrô ở áp suất 6 MPa và nhiệt độ 37 oC. Dùng bình này bơm được bao nhiêu quả bóng bay dung tích mỗi quả 1,5 lít, áp suất và nhiệt độ khí trong mỗi quả bóng là 1,05.105 Pa và 12 oC. A. 630 quả. B. 1030 quả. C. 999 quả. D. 875 quả. Áp dụng:     6 5 1 1 2 1 0 1 2 6 10 30 1 05 10 30 1 5 1030 37 273 12 273 pV p V V .n . . , . . , n n T T          quả
Câu 16: Một bóng thám không 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 200 K. Biết bóng được bơm khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 300 K, bán kính của bóng khi bơm bằng A. 3,56 m. B. 5,75 m. C. 4,95 m. D. 2,35 m. Áp suất Thể tích Nhiệt độ Trạng thái 1 p1  0,03atm 3 1 1 4 3 V  R 1T 200K Trạng thái 2   2 p 1 atm 3 2 2 4 3 V  R 2T 300K 3 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 3 3 3 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 0 03 300 10 3 56 (m) 1 200 pV p V V R pT pT , . R R . , T T V R p T p T .         Câu 17: Một khối khí lí tưởng có thể tích 5 lít ở 27 oC, áp suất 1 atm, biến đổi qua hai quá trình: quá trình đẳng tích áp suất tăng gấp 2 lần; quá trình đẳng áp và thể tích sau cùng là 10 lít. Nhiệt độ sau cùng của khối khí bằng A. 125 oC. B. 500 oC. C. 875 oC. D. 927 oC. + Quá trình đẳng tích: p2 = 2p1 ⟹ T2 = 2T1 = 600 K. + Quá trình đẳng áp: V3 = 2V2 ⟹ T3 = 2T2 = 1200 K Câu 18: Một xilanh kín chia làm hai phần bằng nhau bởi một pittong cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài 30 cm chứa một lượng khí giống nhau ở 27 °C. Nung nóng một phần lên 10 °C, còn phần kia làm lạnh đi 10 °C thì pittong dịch chuyển một đoạn bằng A. 1 cm. B. 2,5 cm. C. 3 cm. D. 1,25 cm. + Xét khối khí trong phần 1: 1 o p (x+30)S p .30S (1) 310 300  + Xét khối khí trong phần 2: 2 o p (30 - )S p .30S (2) 290 300 x  Với p1 = p2, từ (1) và (2) ta có: 30 - 30 + 290 310 x x  . Từ đó tính được x = 1 cm