Tiêu đề Chủ đề 11. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG - HS.docx ✅

CHỦ ĐỀ 11: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I – TÓM TẮT LÝ THUYẾT & CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Phương trình trạng thái của một lượng khí xác định Xét một khối khí lí tưởng xác định biến đổi từ trạng thái 1 () sang trạng thái 2 () thông qua trạng thái trung gian 1’(). Hãy dựa vào các định luật Boyle, Charles và hình 1 về quá trình chuyển đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định để lập phương trình dưới đây về mối quan hệ giữa ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác định: HƯỚNG DẪN GIẢI - Áp dụng định luật Boyle cho khối khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (1’): - Áp dụng định luật Charles cho khối khí từ trạng thái (1’) sang trạng thái (2): - Thay và : Vậy Kết luận: Phương trình trên được gọi là phương trình trạng thái của một khối khí lí tưởng xác định (gọi tắt là phương trình trạng thái của khí lí tưởng). Lưu ý: Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối. 2. Phương trình Clapeyron

4. Các dạng bài tập về phương trình trạng thái khí lí tưởng DẠNG I. TÌM THÔNG SỐ TRẠNG THÁI TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI TRẠNG THÁI CỦA MỘT KHỐI KHÍ LÍ TƯỞNG XÁC ĐỊNH. Ví dụ 1 (SGK KNTT): Một cái bơm chứa không khí ở nhiệt độ và áp suất . Tính áp suất của không khí trong bơm khi nó bị nén xuống còn và tăng nhiệt độ lên đến . Hướng dẫn giải Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng: Ví dụ 2 (SGK CTST): Tăng đồng thời nhiệt độ và áp suất của một khối khí lí tưởng từ lên và từ 100 kPa lên 300 kPa. Hỏi khối lượng riêng của khối khí tăng hay giảm bao nhiêu lần? Hướng dẫn giải Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng: Ta có mối liên hệ giữa khối lượng riêng và thể tích của khối khí: Vậy khối lượng riêng của khối khí tăng 2 lần. DẠNG II. TÌM THÔNG SỐ CỦA MỘT KHỐI KHÍ LÍ TƯỞNG XÁC ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG TRÌNH CLAPEYRON. Ví dụ 3: Một bình có thể tích 5 lít chứa 0,3 mol khí Nitrogen ở nhiệt độ . Xem như Nitrogen là khí lí tưởng. Tính áp suất của khí Nitrogen trong bình. Hướng dẫn giải Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí: Ví dụ 4: Một bình có thể tích 15 lít chứa Nitrogen ở áp suất và nhiệt độ . Khối lượng mol của Nitrogen là 28 g/mol và xem như Nitrogen là khí lí tưởng. Khối lượng Nitrogen có trong bình là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí: DẠNG III. SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH CLAPEYRON ĐỂ TÌM LƯỢNG KHÍ THẤT THOÁT Ví dụ 5: Một bình cầu chứa khí hydrogen (M = 2g/mol) có thể tích 200 lít ở nhiệt độ và áp suất . Trong quá trình nung nóng khí do bình bị hở nên một phần khí đã thoát ra, phần còn lại có nhiệt độ còn áp suất vẫn như cũ. Khối lượng khí hydrogen đã thoát ra là bao nhiêu gam? Hướng dẫn giải
Gọi m 1 và m 2 lần lượt là khối lượng khí trong bình lúc đầu và lúc sau. Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí trong 2 giai đoạn: + Lúc đầu: + Lúc sau: Do áp suất và thể tích trong cả 2 giai đoạn đều không đổi nên Phần khối lượng khí đã thoát ra bên ngoài: Ví dụ 6: Một lượng khí Hydrogen đựng trong bình có thể tích không đổi ở áp suất 3 atm, nhiệt độ Đun nóng khí đến , do bình hở nên 3/4 lượng khí thoát ra. Tính áp suất khí trong bình lúc sau. Hướng dẫn giải Gọi m 1 và m 2 lần lượt là khối lượng khí trong bình lúc đầu và lúc sau. Do bình hở nên 3/4 lượng khí thoát ra nên Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí trong 2 giai đoạn: + Lúc đầu: + Lúc sau: Do thể tích của bình đựng không thay đổi nên . Ta lấy tỉ số của (1) và (2): DẠNG IV. MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC TẾ LIÊN QUAN ĐẾN PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG Ví dụ 7 (SGK CD): Một khinh khí cầu có khoang chứa và hành khách với tổng khối lượng 450 kg. Phần khí cầu chứa không khí. Lấy . a) Tính lực tối thiểu để nâng khinh khí cầu lên khỏi mặt đất.