Tiêu đề 7. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI-GV.pdf ✅

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 l{ khí tu}n theo đúng định luật Bôi-lơ v{ 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 qu| trình đẳng nhiệt từ 1 2    : 1 1 2 2 pV p V   (7.1) *Áp dụng ĐL S|c-lơ cho qu| trình đẳng áp từ 2 2    : 2 2 1 2 V V T T   (7.2) *Từ (7.1) và (7.1), lấy vế trái nhân vế trái, vế phải nhân vế phải ta thu được kết quả: 1 1 2 2 1 2 p V p V T T  (7.3) hay pV C T  (7.4) (C là hằng số) 3. Quá trình đẳng tích *Nếu xét qu| trình đẳng tích thì thể tích V không đổi và bằng V1. Phương trình (7.4) trở thành 1 p C T V  = hằng số *Nếu biểu diễn dưới dạng hai trạng thái ta có: 1 2 1 2 p p T T  *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 th|i 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, m|y 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
VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 2 BÀI TẬP 1. Một quả bóng hình cầu có thể tích 500 lít khi bơm không khí có |p suất 0,4 atm và nhiệt độ 370C vào bóng. a. Tính thể tích của quả bóng khi bơm khí có |p suất 2 atm và nhiệt độ 570C vào bóng. b. Tính bán kính của bóng khi bơm khí |p suất 1 atm, nhiệt độ 270C vào bóng. Hướng dẫn a. Áp dụng phương trình trạng thái: 1 1 2 2 2 2 1 2 0 4 500 2 106 37 273 57 273 pV p V , . .V V T T        lít b. Áp dụng phương trình trạng thái: 1 1 3 3 3 3 1 3 0 4 500 1 194 37 273 27 273 pV , . p V .V V T T        lít Mặt khác: 3 3 3 3 3 3 4 3 194 10 3 0 36 3 4 4 V . . V R R , m          BÀI TẬP 2. Một xilanh hình trụ thẳng đứng, cách nhiệt, tiết diện S = 90 cm2, chứa không khí ở nhiệt độ 270C. Khí được giam trong xilanh nhờ một pittong có khối lượng không đ|ng kể và có thể dịch chuyển không ma sát với thành xilanh. Ban đầu pittong c|ch đ|y l{ 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 của khí trong xilanh khi đó l{ 64,50C, biết rằng áp suất khí quyển là p0 = 105Pa. Tính trọng lượng của vật nặng? Hướng dẫn Trạng thái 1 Trạng thái 2 Áp suất (Pa) 5 1 p 10 5 2 1 4 10 90 10 P P p p S .      Thể tích (m3) 6 1 V . . 48 90 10    6 2 V . . 90 48 12 10   Nhiệt độ (K) 1T    27 273 300 2 T , ,    64 5 273 337 5 *Áp dụng phương trình trạng th|i khí lí tưởng cho 2 trạng thái:   5 6 5 6 4 1 1 2 2 1 2 10 90 48 12 10 10 48 90 10 90 10 450 300 337 5 P . . . pV p V . . . . P N T T ,                 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 270C và thể tích 76 cm3. Thể tích khí ở điều kiện chuẩn nghĩa l{ nhiệt độ 00C và áp suất 760 mmHg có giá trị là
VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 3 A. 22,4 cm3. B. 32,7 cm3. C. 68,25 cm3. D. 78 cm3. Câu 2. Một lựợng hơi nước có nhiệt độ t1 = 1000C và áp suất p1 = 1atm đựng trong bình kín. L{m nóng bình v{ hơi đến nhiệt độ t2 = 1500C 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 270C để thể tích của nó giảm chỉ còn 4 lít, quá trình nén nhanh nên nhiệt độ tăng đến 600C. Áp suất khí đ~ tăng bao nhiêu lần? A. 2,78. B. 2,24. C. 2,85. D. 3,2. Hướng dẫn *Áp dụng phương trình trạng thái: 1 1 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 10 60 273 2 78 4 27 273 pV p V p V T . , T T p V T         Chọn A Câu 4. Một lượng khí có thể tích 200 cm3 ở nhiệt độ 160C và áp suất 740 mmHg. Thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn là A. V0 = 18,4 cm3. B. V0 = 1,84 m3. C. V0 = 184 cm3. D. V0 = 1,02 m3. Hướng dẫn *Áp dụng:   0 0 0 3 0 0 740 200 760 184 16 273 273 pV . p V .V V cm T T        Chọn C Câu 11: Trong xi lanh động cơ trong có 2 dm3 hỗn hợp khí áp suất 1atm và nhiệt độ 270C. 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. 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 470C đến 3670C, 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. 1,5.106Pa. B. 1,2.106Pa. C. 1,8.106Pa. D. 2,4.106Pa. Hướng dẫn *Áp dụng: 1 1 2 2 1 2 3 6 2 1 1 2 2 1 1 8 376 273 100 10 1 2 10 0 3 47 273 pV p V V T , p p . . . , . Pa T T V T ,         Chọn B Câu 6. Trong một động cơ điêzen, khối khí có nhiệt độ ban đầu là 6270C 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. 3600C. B. 870C. C. 2670C. D. 2510C.
VẬT LÍ 12_CHƯƠNG II_KHÍ LÍ TƯỞNG 4 Hướng dẫn *Theo đề: 1 2 2 1 1 = 3 3 V V V V   ; 2 1 1 1 p p % p , p    20 1 2 *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              Chọn B Câu 7. Một bình cầu dung tích 20 lít chứa ôxi ở nhiệt độ 160C 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. Hướng dẫn Áp suất Thể tích Nhiệt độ Trạng th|i 1 (đktc) p atm 0 1  V ? l 0    1 T K  273 Trạng thái 2 p atm 100  V l  20  2 T K  289 *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       Chọn A Câu 8. Một bóng th|m được chế tạo để có thể tăng b|n 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. Hướng dẫn Áp suất Thể tích Nhiệt độ Trạng thái 1 p , atm 1  0 03  3 1 1 4 3 V R   1 T K  200 Trạng thái 2 p atm 2 1  3 2 2 4 3 V R   2 T K  300 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 1 200 pV p V V R p T p T , . R R . , m T T V R p T p T .          Chọn C Câu 9. Biết khối lượng riêng của không khí ở 00C và áp suất 1,01.105Pa là 1,29 (kg/m3).Khối lượng riêng của không khí ở 1000C và áp suất 2.105 Pa bằng A.1,87 kg/m3. B. 1,85 (kg/m3). C. 3,49 kg/m3. D. 6,97 kg/m3. Hướng dẫn