CHƯƠNG VI CHẤT KHÍ ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE 1 Nhận xét Khi nhiệt độ khối khí không đổi thì ta có = 2 ĐịnhluậtBoyle–Mariotte Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí x[.]
CHƯƠNG VI: CHẤT KHÍ ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE Nhận xét:Khi nhiệt độ khối khí khơng đổi ta có: p1 V = p2 V =p V =… 2.ĐịnhluậtBoyle–Mariotte: Ở nhiệt độ không đổi, tích áp suất p thể tích V lượng khí xác định số pV = số 37 ĐỊNH LUÂT CHARLES – NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI Định luật Charles: Với lượng khí tích khơng đổi áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t khí sau: Phát biểu định luật: Thể tích V lượng khí có áp suất khơng đổi tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối khí TÊN HS : 39 PHƯƠNG TRÌNH CLAPEYRON – MENDELEEV pV = ν RT = m RT μ Trong γ có giá trị chất khí, R = 8,31 J/mol.K R có giá trị với chất khí gọi số chất khí BÀI TẬP: Câu 1: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích lít áp suất khí tăng lên lần A 2,5 lần B lần C 1,5 lần D lần Giải - Nhiệt độ đo nhịêt giai Kelvin gọi nhiệt độ tuyệt đối, ký hiệu T T = t +273 - Trong nhiệt giai Kelvin, định luật Charles viết Câu 2: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích lít đến thể tích lít áp suất tăng lượng Δp = 50 kPa Áp suất ban đầu khí A 40kPa B 60kPa C 80kPa D 100kPa Giải p = p0 ( 1+γt ) nhiệt độ 273 độ-1 p = const T sau: 38 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG ĐỊNH LUẬT GAY LUSSAC 1.Phương trình trạng thái khí lý tưởng: Xét khối khí biến đổi từ trạng thái (p 1, V1, T1) sang trạng thái (p 2, V2, T2) Chia trình thành hai đẳng q trình: đẳng nhiệt (1-2’) đẳng tích (2’-2) Trong trình (1-2’), định luật Boyle-Mariotte cho ta: ' p1 V = p2 V (1) Trong trình (2’-2), định luật Charles cho ta: T1 p '2 T p'2 = p2 = p T hay T (2) p V p2 V = T T2 Từ (1) (2): Vì trạng thái chọn nên ta viết: pV = const T Đây phương trình trạng thái khí lý tưởng Định luật Gay Lussac: Trong trình đẳng áp (p = const) phương trình trạng thái cho ta: V = const T Câu3: Khi thở dung tích phổi 2,4 lít áp suất khơng khí phổi 101,7.103Pa Khi hít vào áp suất phổi 101,01.103Pa Coi nhiệt độ phổi khơng đổi, dung tích phổi hít vào bằng: A 2,416 lít B 2,384 lít C 2,4 lít D 1,327 lít Gỉai: Câu 4: Để bơm đầy khí cầu đến thể tích 100 m có áp suất 0,1atm nhiệt độ không đổi người ta dùng ống khí hêli tích 50 lít áp suất 100 atm Số ống khí hêli cần để bơm khí cầu bằng: A B C D Gỉai: Câu 5: Một khối khí đặt p (kPa) điều kiện nhiệt độ khơng đổi có biến thiên thể tích V (m³) theo áp suất hình vẽ Khi 0,5 2,4 áp suất có giá trị 0,5 kPa thể tích khối khí bằng: A 3,6 m³ B 4,8 m³ C 7,2 m³ D 1,2 m³ Gỉai: A 500 °C Giải Câu 6: Một khối khí lí tưởng xác định có áp suất atm làm tăng áp suất đến atm nhiệt độ khơng đổi thể tích biến đổi lượng lít Thể tích ban đầu khối khí là: A 4,0 lít B 8,0 lít C 12 lít D 16 lít Câu : Dùng ống bơm bơm bong bị xẹp, lần bơm đẩy 50cm³ khơng khí áp suất atm vào bóng Sau 60 lần bơm bóng có dung tích lít, coi q trình bơm nhiệt độ khơng đổi, áp suất khí bóng sau bơm A 1,25 atm B 1,5 atm C atm D 2,5 atm Câu8 : Ở °C áp suất khối khí 0,897 atm Khi áp suất khối khí tăng đến 1,75 atm nhiệt độ khối khí bao nhiêu, coi thể tích khí khơng đổi A 273 °C B 273 K C 280 °C D 280 K Giải Câu 9: Một bình nạp khí nhiệt độ 33 °C áp suất 300 kPa Tăng nhiệt độ cho bình đến nhiệt độ 37 °C đẳng tích độ tăng áp suất khí bình A 3,92 kPa B 3,24 kPa C 5,64 kPa D 4,32 kPa Giải Câu 10: Một lượng nước 100 °C có áp suất atm bình kín Làm nóng bình đến 150 °C đẳng tích áp suất khối khí bình A 2,75 atm B 1,13 atm C 4,75 atm D 5,2 atm Giải Câu 11: Một khối khí ban đầu áp suất atm, nhiệt độ °C, làm nóng khí đến nhiệt độ 102 °C đẳng tích áp suất khối khí A 2,75 atm B 2,13 atm C 3,75 atm D 3,2 atm Giải Câu 12: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 27 °C áp suất 0,6 atm Khi đèn sáng, áp suất khơng khí bình 1atm khơng làm vỡ bóng đèn Coi dung tích bóng đèn khơng đổi, nhiệt độ khí đèn cháy sáng B 227 °C C 450 °CD 380 °C Câu 13: Một bình kín chứa mol khí Nitơ áp suất 105 Pa, nhiệt độ 27 °C Nung bình đến áp suất khí 5.105 Pa Nhiệt độ khí sau A 127 °C B 60 °C C 635 °C D 1227 °C Giải Câu 14: Nếu nhiệt độ đèn tắt 25 °C, đèn sáng 323 °C áp suất khí trơ bóng đèn sáng tăng lên A 12,92 lần B 10,8 lần C lần D 1,5 lần Giải Câu 15: Ở nhiệt độ 273 °C thể tích khối khí 10 lít Khi áp suất khơng đổi, thể tích khí 546 °C A 20 lít B 15 lít C 12 lít D 13,5 lít Giải Câu1 6: 12g khí chiếm thể tích lít °C Sau nung nóng đẳng áp, khối lượng riêng khí 1,2g/lít Nhiệt độ khối khí sau nung nóng A 327 °C B 387 °C C 427 °C D 17,5 °C Giải Câu17: Một bình chứa khí oxi dung tích 10 lít áp suất 250 kPa nhiệt độ 27 °C khối lượng khí oxi bình A 32,1g B 25,8g C 12,6g D 22,4 g Giải Câu 18: Một khí chứa bình dung tích lít có áp suất 200 kPa nhiệt độ 16 °C có khối lượng 11g Khối lượng mol khí A 32g/mol B 44 g/mol C g/mol D 28g / mol Giải Câu 19: Cho khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn 1,29 kg/m² Coi khơng khí chất khí Khối lượng mol khơng khí xấp xỉ A 18g/mol C 29g/mol B 28g/mol D 30g/mol A 20cm B 23cm Giải C 30cm D 32cm Giải Câu 20: Cho bình có dung tích nhiệt độ, đựng khí khác nhau, bình đựng 4g hiđro, bình hai đựng 22g khí cacbonic, bình đựng 7g khí nitơ, bình đựng 4g oxi Bình có áp suất lớn A Bình B bình C bình D Bình Câu 21: Căn phịng tích 60 m³ Tăng nhiệt độ phòng từ 10 °C đến 27 °C Biết khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn 1,29 kg/m³, áp suất khơng khí mơi trường atm Khối lượng khơng khí khỏi phịng A kg B kg C kg D 5kg Giải Câu 22: Cho biết khối lượng mol khí Hêli 4g/mol Cho R = 8,31J/mol.K Ở điều kiện tiêu chuẩn khối lượng riêng khí A 0,18g/lít B 18g/lít C 18kg/m³ D 18g/m³ Giải Câu 23: Một bình chứa N = 3,01.1023 phân tử khí Heli Khối lượng khí Heli chứa bình là: A 2g B 4g C 6g D 8g Giải Câu 24: Một bình chứa N = 3,01.1023 phân tử khí Heli Biết nhiệt độ bình °C áp suất 1atm Thể tích bình A 5,6 lít B 11,2 lít C 16,8 lít D 22,4 lít Giải Câu 25: Một ống thủy tinh tiết diện S, đầu kín đầu hở, l2 chứa cột thủy ngân dài h = h 16cm Khi đặt ống thẳng đứng, đầu h hở chiều dài cột l1 khơng khí l1 = 15cm, áp suất khí p0 = 76 cmHg Khi đặt ống thủy tinh thẳng đứng đầu hở cột khơng khí ống có chiều dài l2 bằng: Câu 26: 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 p0 = 76 cmHg Khi đặt ống thủy tinh nghiêng góc α = 30° phương thẳng đứng, đầu hở chiều cao cột khơng khí ống A 14 cm B 16 cm C 20 cm D 22 cm Gỉai: Câu 27: Ống thủy tinh dài 60cm 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 80cmHg, lật ngược ống lại để đầu kín trên, đầu hở dưới, coi nhiệt độ không đổi, phần thủy ngân bị chảy Hỏi thủy ngân cịn lại ống có độ cao bao nhiêu? A 10cm B 15cm C 20cm D 25cm Gỉai: Câu 28: 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 80cmHg, 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 bao nhiêu? A 80cm B 90cm C 100cm D 120cm Gỉai: Câu 29: Một xilanh chứa khối khí, pít tơng cách đáy xilanh khoảng 15cm Hỏi phải đẩy pít tông theo chiều nào, đoạn để áp suất khí xilanh tăng gấp lần? Coi nhiệt độ khí khơng đổi q trình A sang phải 5cm B sang trái 5cm C sang phải 10cm D sang trái 10cm Giải Câu 30: Một lượng khơng khí tích 240 cm³ bị giam xilanh có pít tơng đóng kín hình vẽ, diện tích pít tơng 24 cm², áp suất khí xilanh áp suất ngồi 100 kPa Cần lực để dịch chuyển pít tơng sang trái cm? Bỏ qua ma sát, coi trình đẳng nhiệt A 60 N B 40 N C 20 N D 10 N Giải Câu 31: Nếu áp suất lượng khí lí tưởng xác định biến đổi 2.105 Pa thể tích biến đổi lít Nếu áp suất lượng khí biến đổi 5.10 5Pa thể tích biến đổi lít Biết nhiệt độ khơng đổi q trình Áp suất thể tích ban đầu khí A 2.105 Pa, lít B 4.105 Pa, lít C 4.105 Pa, 12 lít D 2.105 Pa, 12 lít Câu 32: Một xilanh kín chia làm hai phần pitong cách nhiệt Mỗi phần có chiều dài 30 cm chứa lượng khí giống 27 °C Nung nóng phần lên 10 °C, phần làm lạnh 10 °C pitong dịch chuyển đoạn A cm B cm C cm D 0,5 cm Giải Câu 33: Một khí lí tưởng tích 10 lít 27 °C áp suất atm, biến đổi đẳng tích áp suất tăng gấp lần; sau biến đổi đẳng áp, thể tích sau 15 lít Nhiệt độ sau khối khí A 900 ° B 81 °C C 627 °C D 427 °C Giải Câu 34: Ở thời kì nén động đốt kì, nhiệt độ hỗn hợp khí tăng từ 47 °C đến 367 °C, cịn thể tích khí giảm từ 1,8 lít đến 0,3 lít Áp suất khí lúc bắt đầu nén 100 kPa Coi hỗn hợp khí chất khí nhất, áp suất cuối thời kì nén A 1,5.106 Pa B 1,2.106 Pa C 1,8.106 Pa D 2,4.106 Pa Câu 35: Trong động điezen, khối khí có nhiệt độ ban đầu 32 °C nén để thể tích giảm 1/16 thể tích ban đầu áp suất tăng 48,5 lần áp suất ban đầu Nhiệt độ khối khí sau nén A 97 °C B 652 °C C 1552 °CD 132 °C Giải Câu 36: Một bình chứa khí Hyđrơ nén có dung tích 20 lít nhiệt độ 27 °C dùng để bơm khí vào 100 bóng, bóng có dung tích lít Khí bóng phải có áp suất atm nhiệt độ 17 °C Bình chứa khí nén phải có áp suất A 10 atm B 11 atm C 17 atm D 100 atm Giải Câu 37: Một ống nghiệm tiết diện có chiều dài 76cm, đặt thẳng đứng chứa khối khí đến nửa ống, phía ống cột thủy ngân Nhiệt độ lúc đầu khối khí °C áp suất khí 76cmHg Để nửa cột thủy ngân trào ngồi phải đun nóng khối khí lên đến nhiệt độ A 30 °C B 50 °C C 70 °C D 90 °C Giải Câu 38: Một lượng 0,25 mol khí Hêli xi lanh có nhiệt độ T1 thể tích V1 biến đổi theo chu trình khép kín: dãn đẳng áp tới thể tích V = 1,5V1; nén đẳng nhiệt; sau làm lạnh đẳng tích trạng thái ban đầu Nhiệt độ lớn chu trình biến đổi có giá trị A 1,5T1 B 2T1 C 3T1 D 4,5T1 Giải