Bài tập chất khí dạng 2

Bài tập Chất khí dạng Định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt Chuyên đề Chất khí Bài tập Chất khí dạng gồm tập đặc trưng hỗ trợ học sinh trình học tập chuyên đề Vật lý 10 nâng cao kết môn Lý 10 Dạng 2: Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt A Phương pháp & Ví dụ - Định luật Bơi lơ – Mariot: Trong q trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích: pV = const hay p1.V1 = p2.V2 - Đồ thị đường đẳng nhiệt: - Áp suất điểm M nằm độ sâu h chất lỏng: - Đối với cột chất lỏng: Bài tập vận dụng Bài 1: Một lượng khí nhiệt độ 18°C tích 1m3 áp suất atm Người ta nén đẳng nhiệt khí với áp suất 3,5atm Tích thể tích khí nén Hướng dẫn: Bài 2: Người ta điều chế khí hidro chứa bình lớn áp suất 1atm nhiệt độ 20°C Tính thể tích khí, lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ thể tích 20 lít áp suất 25atm Coi nhiệt độ khơng đổi Hướng dẫn: Bài 3: Tính khối lượng khí oxi đựng bình thể tích 10 lít áp suất 150 atm nhiệt độ 0°C Biết kiện chuẩn khối lượng riêng oxi 1,43 kg/m3 Hướng dẫn: Biết Mặt khác (vì nhiệt độ khí nhiệt độ điều kiện chuẩn) Từ (1) và(2) suy ra: m = 214,5.10-2 = 2,145 kg Bài 4: Ở ống thủy tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100cm, hai đầu bịt kín có cột thủy ngân dài h = 20cm Trong ống có khơng khí Khi đặt ống thẳng đứng cột thủy ngân dịch chuyển xuống đoạn l = 10cm Tìm áp suất khơng khí ống ống nằm ngang cmHg Pa Coi nhiệt độ khơng khí ống khơng đổi khối lượng riêng thủy ngân ρ = 1,36.104kg/m3 Hướng dẫn: - Trạng thái lượng khí hai bên cột thuỷ ngân (ống nằm ngang) - Trạng thái (ống đứng thẳng) + Đối với lượng khí cột thuỷ ngân: + Đối với lượng khí cột thuỷ ngân: Áp suất khí phần áp suất khí phần cộng với áp suất cột thuỷ ngân gây Do khí phần dưới, ta có: Áp dụng ĐL Bơilơ–Maríơt cho lượng khí Ta có: + Đối với khí trên: + Đối với khí dưới: Từ (1) (2): Thay giá trị P2 vào (1) ta được: Bài 5: Một bọt nước từ đáy hồ lên mặt nước thể tích tăng lên 1,5 lần Tính độ sâu hồ, biết nhiệt độ đáy hồ mặt hồ áp suất khí p0 = 770 mmHg, khối lượng riêng nước 103 kg/m3 Hướng dẫn: Áp suất tác dụng lên bọt nước đáy hồ: ph = ρgh + p0, p0 áp suất khí quyển, pM = ρgh áp suất nước tác dụng lên bọt nước Khi lên đến mặt nước, bọt khí chịu áp suất p0 khí Áp dụng định luật Bơi lơ – Mariot ta có: Với p0 = 770 mmHg = 102658,248 Pa Thay số ta được: h = 5,24 (m) B Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Hệ thức sau hệ thức định luật Boyle-Marriot? A p1.V2 = p2.V1 B pV = const C p/V = const D V/p = connst Lời giải Chọn B Câu 2: Một xilanh chứa 150 cm3 khí 2.105 Pa Pit-tơng nén khí xilanh xuống cịn 100 cm3 Nếu coi nhiệt độ khơng đổi áp suất xilanh bằng: A 2.105 Pa B 3.105 Pa C 4.105 Pa D 5.105 Pa Lời giải Áp dụng định luật Bơi lơ – Mariot ta có: Câu 3: Một khối khí lí tưởng xác định có áp suất atm làm tăng áp suất lên atm nhiệt độ khơng đổi thể tích biến đổi lượng lít Thể tích ban đầu khối khí là: A lít B lít C 12 lít D 16 lít Lời giải Theo đề ta có: V1 - V2 = (1) Áp dụng định luật Bôi lơ – Mariot ta được: p1 V1 = p2.V2⇔ V1 = 4V2 (2) Từ (1) (2) ta suy ra: V1 = lít, V2 = lít Câu 4: Trong hệ tọa độ (p,T), đường biểu diễn sau đường đẳng nhiệt ? A Đường hypebol B Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ C Đường thẳng không qua gốc tọa độ D Đường thẳng cắt trục p điểm p = po Lời giải Chọn A Câu 5: Một khối khí lí tưởng chuyển từ trạng thái (6 atm, 4l, 270K) sang trạng thái (p, 3l, 270K) Giá trị p là: A atm B atm C 4,5 atm D atm Lời giải Chọn A Câu 6: Nếu áp suất lượng khí lí tưởng tăng 2.105 Pa thể tích biến đổi lít Nếu áp suất lượng khí tăng 5.105 Pa thể tích biến đổi lít Biết nhiệt độ khơng đổi, áp suất thể tích ban đầu khí là: A 2.105 Pa, lít B 4.105 Pa, 12 lít C 4.105 Pa, lít D 2.105 Pa, 12 lít Lời giải Gọi thể tích áp suất lượng khí ban đầu V0 p0 Áp dụng định luật Bôi lơ – Mariot cho TH ta hệ: Giải phương trình ta tìm được: po = 4.105 Pa Vo = lít Câu 7: Đặc điểm sau khơng phải đặc điểm trình đẳng nhiệt ? A Nhiệt độ khối khí tăng áp suất tăng B Nhiệt độ khối khí khơng đổi C Khi áp suất tăng thể tích khối khí giảm D Khi thể tích khối khí tăng áp suất giảm Lời giải Chọn A Câu 8: Khi lượng khí dãn đẳng nhiệt số phân tử khí đơn vị thể tích sẽ: A Giảm, tỉ lệ thuận với áp suất B Tăng, không tỉ lệ với áp suất C Không thay đổi D Tăng, tỉ lệ nghịch với áp suất Lời giải Chọn A Câu 9: Trong hệ tọa độ (V,T), đường đẳng nhiệt là: A Đường thẳng có phương qua O B Đường thẳng vng góc trục V C Đường thằng vng góc trục T D Đường hypebol Lời giải Chọn C Câu 10: Trong hệ tọa độ (p,T), đường đẳng nhiệt là: A Đường thẳng có phương qua O B Đường thẳng vng góc trục V C Đường thằng vng góc trục T D Đường hypebol Lời giải Chọn C Câu 11: Một bọt khí tích 1,5 cm3được tạo từ khoang tàu ngầm lặn độ sâu 100m mực nước biển Hỏi bọt khí lên mặt nước tích bao nhiêu? Giả sử nhiệt độ bọt khí khơng đổi, biết khối lượng riêng nước biển 103kg/m3, áp suất khí po = 105 Pa g = 10 m/s2 A 15 cm3 B 15,5 cm3 C 16 cm3 D 16,5 cm3 Lời giải Áp suất tác dụng lên bọt nước đáy hồ: ph = ρgh + po, po áp suất khí quyển, pM = ρgh áp suất nước tác dụng lên bọt nước Khi lên đến mặt nước, bọt khí chịu áp suất po khí Áp dụng định luật Bơi lơ – Mariot ta có: Vậy V0 = 1,1Vh = 16,5 cm3 Câu 12: Một ống thủy tinh tiết diện S, đầu kín đầu hở, chứa cột thủy ngân dài h = 16cm Khi đặt ống thẳng đứng, đầu hở chiều dài cột khơng khí l1 = 15cm, áp suất khí po = 76 cmHg Khi đặt ống thủy tinh nghiêng góc α = 30° phương thẳng đứng, đầu hở chiều cao cột khơng khí ống bằng: A 14cm B 15cm C 20cm D 22cm Lời giải Trạng thái 1:Khi ống đặt thẳng đứng p1 = p0 + h,V1 = S.l1 Trạng thái 2: Khi đặt nghiêng ống: p2 = po + h.cos30°, V2 = S.l2 Định luật Bôi lơ – Mariot: Câu 13: Ống thủy tinh đặt thẳng đứng đầu hở trên, đầu kín Một cột khơng khí cao 20cm bị giam ống cột thủy ngân cao 40cm Biết áp suất khí 80 cmHg, lật ngược ống lại để đầu kín trên, đầu hở dưới, coi nhiệt độ không đổi, muốn lượng thủy ngân ban đầu khơng chảy ngồi chiều dài tối thiểu ống phải ? A 80cm B 90cm C 100cm D 120cm Lời giải Trước lật ngược, trạng thái khí là: p1 = p0 + h, V1 = l1.S, T1 Khi lật ngược, trạng thái khí là: p2 = p0 - h, V2 = l2.S, T1 ⇒ p1 V1 = p2 V2 ⇔ ( p0 + h ).l1 = ( p0 - h ).l2 ⇔ l2 = 60 cm ⇒ Ống phải dài tối thiểu là: 40 + 60 = 100cm Câu 14: Một ống thủy tinh úp vào chậu thủy ngân hình vẽ làm cột khơng khí bị nhốt phần đáy có chiều dài l = 56mm, làm cột thủy ngân dâng lên h = 748 mmHg, áp suất khí 768 mmHg Thay đổi áp suất khí làm cột thủy ngân tụt xuống, coi nhiệt độ khơng đổi, tìm áp suất khí cột thủy ngân dâng lên h’ = 734 mmHg: A 760mmHg B 756mmHg C 750mmHg D 746mmHg Lời giải Trạng thái cột khí lúc ban đầu là: p1 = p0 + h, V1 = l1.S, T1 Trạng thái cột khí lúc sau là: p2 = p0' - h', V2 = l2.S, T1 với l2 = h - h' + l1 ⇒ p1.V1 = p2.V2 ⇔ ( p0 + h ).l1 =( p0'- h').l2 ⇒ Câu 15: Một lượng khơng khí tích 240cm3 bị giam xilanh có pít – tơng đóng kín hình vẽ, diện tích pít – tơng 24cm2, áp suất khí xilanh áp suất ngồi 100kPa Cần lực để dịch chuyển pít – tơng sang phải 2cm ? Bỏ qua ma sát, coi trình đẳng nhiệt A 20N B 60N C 40N D 80N Lời giải Khi pittong dịch chuyển 2cm tức thể tích khí tăng lên lượng: v = 24 = 48 cm2 ⇒ V2 = 288 cm2 Trạng thái khí lúc trước pittong dịch chuyển: p1 = p0, V1 , T1 Trạng thái khí lúc sau pittong dịch chuyển: p2 = p0 - F/S, V2, T1 ⇒ Mời bạn làm thêm Làm online: Bài tập Chất khí dạng Bài tập Chất khí dạng Bài tập Chất khí dạng Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Vật lý 10, Giải tập Vật Lí 10, Giải tập Hóa 10 nâng cao, biên soạn đăng tải chi tiết  ... online: Bài tập Chất khí dạng Bài tập Chất khí dạng Bài tập Chất khí dạng Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Vật lý 10, Giải tập Vật Lí 10, Giải tập. .. thể tích khí tăng lên lượng: v = 24 = 48 cm2 ⇒ V2 = 28 8 cm2 Trạng thái khí lúc trước pittong dịch chuyển: p1 = p0, V1 , T1 Trạng thái khí lúc sau pittong dịch chuyển: p2 = p0 - F/S, V2, T1 ⇒ Mời... khối khí là: A lít B lít C 12 lít D 16 lít Lời giải Theo đề ta có: V1 - V2 = (1) Áp dụng định luật Bôi lơ – Mariot ta được: p1 V1 = p2.V2⇔ V1 = 4V2 (2) Từ (1) (2) ta suy ra: V1 = lít, V2 = lít