Đẳng áp Câu 1: Trong một xilanh đặt nằm ngang có một lượng không khí thể tích 2,73dm3 ở điều kiện tiêu chuẩn.. Người ta hơ nóng xilanh sao cho nhiệt độ tăng thêm 40∘C và pit-tông dịch c
Trang 1DẠNG 12: ÁP DỤNG NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHO KHÍ LÍ TƯỞNG
Nội năng khí lí tưởng U tỉ lệ với nhiệt độ T nên khi nhiệt độ T thay đổi thì nội năng thay đổi
Theo nguyên lí I NĐLH thì = + = − = +U Q A Q U A U A'
(nhiệt lượng Q mà khí nhận được thì làm tăng nội năng của khí và chuyển thành công A′ mà khí sinh ra)
*Quá trình đẳng tích
= = nên Q= U
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ dùng để làm tăng
nội năng của khí
*Quá trình đẳng áp
( 2 1)
'
A = p V −V nên Q= +U A'
Trong quá trình đẳng áp, một phần nhiệt lượng mà khí nhận vào được dùng để
làm tăng nội năng của khí, phần còn lại biến thành công mà khí sinh ra
Với khí lí tưởng thì pV =nRT nên A'= =p V nR T
*Quá trình đẳng nhiệt
= = nên Q= A'
Trong quá trình đẳng nhiệt, toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hết
sang công mà khí sinh ra
Với khí lí tưởng thì diện tích hình phẳng giới hạn bởi p nRT
V
= , trục hoành,
V = V1, V = V2 là
nRT
V
*Chu trình (là một quá trình mà trạng thái cuối trùng với trạng thái đầu)
= = nên Q= A'
Tổng đại số nhiệt lượng mà hệ nhận được trong cả chu trình chuyển hết sang
công mà hệ sinh ra trong chu trình đó
Chiều biến đổi của chu trình thuận chiều kim đồng hồ thì A′ > 0
Ngược lại thì A′< 0
*Đối với khí lí tưởng đơn nguyên tử (He, Ne, Ar) thì nội năng 3
2
Trong quá trình đẳng tích thì ' 0 3
2
A = = =Q U nR T
2
A =nR T = +Q U A = + nR T
Trang 2I Đẳng áp
Câu 1: Trong một xilanh đặt nằm ngang có một lượng không khí thể tích 2,73dm3 ở điều kiện tiêu
chuẩn Người ta hơ nóng xilanh sao cho nhiệt độ tăng thêm 40∘C và pit-tông dịch chuyển đều trong khi áp suất của không khí trong xilanh coi như không đổi Bỏ qua ma sát giữa pit-tông và xilanh Tính công do lượng khí sinh ra khi dãn nở? Công này có phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông không?
A 40,5 J có phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông
B 40,5 J không phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông
C 318 J không phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông
D 318 J có phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông
Câu 2: Chất khí trong 1 xilanh có p = 8.105 Pa Khi dãn đẳng áp khí sẽ thực hiện 1 công là bao nhiêu?
Nếu nhiệt độ của nó tăng lên gấp đôi Xilanh có tiết diện ngang bên trong là 200 cm2 và lúc đầu mặt pittông cách đáy xilanh 40 cm
Câu 3: Một khối khí có V = 7,5 lít, p = 2.105 Pa, nhiệt độ 27°C Khí được nén đẳng áp nhận công 50 J
Tính nhiệt độ sau cùng của khí
Câu 4: 20g khí oxi ở áp suất 2.105(N/m2), nhiệt độ 31°C, được đun nóng đẳng áp và dãn nở đến thể
tích 25l Công của khí bằng bao nhiêu kJ (làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?
Câu 5: Có 8 g H2 ở 27∘C, dãn nở đẳng áp thể tích tăng gấp 2 lần Tính công của khối khí sinh ra trong
quá trình đó là
Câu 6: 12 g hidro dãn nở đẳng áp, thể tích tăng gấp ba lần và thực hiện công 29916 J Nhiệt độ ban đầu
của khí bằng bao nhiêu độ K (làm tròn đến hàng đơn vị)
Câu 7: Lấy 2,5 mol khí lí tưởng ở nhiệt độ 300 K Nung nóng đẳng áp lượng khí này cho đến khi thể
tích của nó bằng 1,5 lần thể tích lúc đầu Nhiệt lượng cung cấp cho khí trong quá trình này là 11
kJ Tính độ tăng nội năng
Câu 8: Một xilanh thẳng đứng tiết diện 100 cm2 chứa khí ở 27∘C, đậy bởi pit-tông nhẹ cách đáy 60 cm
Trên pit-tông có đặt một vật khối lượng 100 kg Đốt nóng khí thêm 50∘C Cho áp suất khí quyển
là 1, 01.105 N/m2; g = 9,8 m/s2 Công do khí thực hiện là
Câu 9: Trên một bếp điện có công suất Pb = 1 kW, một ấm nước đang sôi Biết rằng H = 80% nhiệt
lượng do bếp điện cung cấp được truyền cho nước trong ấm Cho biết tiết diện của vòi ấm là S =
1 cm2 Coi hơi nước là khí lí tưởng và bỏ qua thể tích nước so với thể tích hơi của nước Áp suất của không khí là pk= 1 atm = 1,013.105 Pa; nhiệt hoá hơi riêng của nước ở 100°C là L = 2,26.106 J/kg Tốc độ hơi phụt ra khỏi vòi ấm là v và công sinh ra do 1 g nước hoá hơi khi sôi là
A.Giá trị của A/v gần giá trị nào nhất sau đây?
A 27 Js/m B 28 Js/m C 28,6 Js/m D 29,1 Js/m
Câu 10: Khối lượng m = 8g hêli chứa trong xilanh, đậy bởi pittông nặng Khí được đun nóng đẳng áp từ
nhiệt độ 27°C đến 127°C Nhiệt lượng truyền cho khí bằng bao nhiêu kJ (làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?
II Đẳng tích
Câu 11: Một khối khí có V = 3 lít, p = 2.105 N/m2, t = 27∘C được đun nóng đẳng tích rồi cho giãn nở
đẳng áp Khi giãn nở nhiệt độ tăng thêm 30∘C Tính công mà khí đã thực hiện
Trang 3Câu 12: 01 mol khí lí tưởng có nhiệt độ ban đầu 290 K giãn đẳng áp đến khi thể tích tăng gấp 2 lần Sau
đó làm nguội đẳng tích đến nhiệt độ ban đầu Nhiệt lượng toàn bộ quá trình bằng
Câu 13: Để đốt nóng 1 kg một chất khí chưa biết, ở áp suất không đổi, tăng thêm 1 K thì cần 910 J; còn
để đốt nóng khối khí đó ở thể tích không đổi tăng thêm 1 K thì cần 650 J Khối lượng mol chất khí bằng bao nhiêu g/mol (làm tròn đến hàng đơn vị)
Câu 14: Khí lí tưởng có M = 28 (g/mol) Để làm nóng đẳng áp khối khí thêm ΔT = 14K, cần truyền cho
khí nhiệt lượng Q1 = 10 J Để làm lạnh đẳng tích khối khí trở về nhiệt độ ban đầu, cần thu nhiệt của khí một nhiệt lượng Q2 = 8 J Khối lượng khí bằng bao nhiêu g (làm tròn đến 2 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?
III Đẳng nhiệt
Câu 15: Khối khí được nén đẳng nhiệt, công lực ngoài là 6750J Độ lớn nhiệt lượng khí tỏa ra là bao
nhiêu J?
Câu 16: Khối m = 40g khí nêon (M = 20) ở 27°C, thể tích ban đầu là 6l Nén đẳng nhiệt, thể tích giảm
4 lần Hơ nóng đẳng áp thể tích khí tăng lên như cũ Nhiệt lượng khí hấp thụ trong quá trình hơ nóng đẳng áp bằng bao nhiêu kJ (làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?
Câu 17: Một chất khí 500 lít, 200kPa dãn đẳng nhiệt đến thể tích gấp 6 lần, rồi được đốt nóng đẳng tích
đến áp suất ban đầu Trong cả hai quá trình khí nhận nhiệt lượng 1,43 MJ Độ biến thiên nội năng bằng bao nhiêu MJ (làm tròn đến 2 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?
IV Chu trình
Câu 18: Một lượng khí được dãn từ thể tích V1 đến thể tích V2 (V2 > V1) Trong quá trình nào lượng khí
thực hiện công ít nhất?
A Trong quá trình dãn đẳng áp B Trong quá trình dãn đẳng nhiệt
C Trong quá trình dãn đẳng áp rồi đẳng nhiệt D Trong quá trình dãn đẳng nhiệt rồi đẳng áp
Câu 19: Làm biến đổi một lượng khí từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, biết rằng ở trạng thái 2 cả áp suất
và thể tích của lượng khí đều lớn hơn ở trạng thái 1 Trong những cách làm biến đổi lượng khí sau đây, cách nào lượng khí sinh công nhiều nhất?
A Đun nóng khí đẳng tích rồi đun nóng đẳng áp
B Đun nóng khí đẳng áp rồi đun nóng đẳng tích
C Đun nóng khí sao cho cả thể tích và áp suất của khí đều tăng tuyến tính và liên tục từ trạng thái 1 đến trạng thái 2
D Đun nóng khí sao cho cả thể tích và áp suất của khí đều tăng không tuyến tính và liên tục từ trạng thái 1 đến trạng thái 2
Câu 20: Pit-tông được đẩy từ vị trí A đến vị trí B (xem hình vẽ) để nén
khí trong đó bằng hai cách:
(1) Đẩy rất chậm từ A đến B
(2) Đẩy rất nhanh từ A đến rồi chờ cho trạng thái khí ổn định
Các trạng thái đầu và cuối của khí trong hai cách trên là như
nhau và được biểu thị bằng hai điểm A1 và B1 trên đồ thị p-V
Cho biết công nén trong quá trình nào lớn hơn?
C Hai cách như nhau D Không thể kết luận được
Trang 4Câu 21: Một lượng khí thực hiện chu trình biến đổi như đồ thị của hình
bên Cho biết: t1 = 27°C; V1 = 5l; t3 = 127°C; V3 = 6l Ở
điều kiện tiêu chuẩn, khí có thể tích V0 = 8,19𝑙 Công do khí
thực hiện sau một chu trình biến đổi bằng bao nhiêu J (làm
tròn đến hàng đơn vị)?
Câu 22: Cho 1 mol khí (coi là khí lí tưởng) thực hiện chu trình 12341 như
đã vẽ trên đồ thị p-V ở hình bên Nó gồm hai quá trình đẳng áp 12
và 34, hai quá trình đẳng tích 23 và 41 Các trạng thái 1 và 3 nằm
trên đường đẳng nhiệt 13 Nhiệt độ ở trạng thái 4 là T4 = 300K
và nhiệt độ ở trạng thái 2 là T2 = 390K Công của chu trình này
gần giá trị nào nhất sau đây?
Câu 23: Một khí lí tưởng đơn nguyên tử chuyển từ trạng thái (1) sang
trạng thái (2) bằng hai cách:
* (1) → (3) → (2)
* (1) → (4) → (2)
Tỉ số các nhiệt lượng cần truyền cho chất khí trong hai quá trình
trên bằng
C 12/11 D 13/11
Câu 24: Một mẫu khí biến đổi từ trạng thái đầu a tới trạng thái cuối b
theo ba đường (quá trình) khác nhau như mô tả trên hình vẽ
Nhiệt lượng cung cấp cho chất khí trong quá trình (1) là 10piVi
Kết luận nào sau đây là đúng?
Nhiệt lượng cung cấp cho chất khí
trong quá trình (2)
Độ biến thiên nội năng của chất khí
trong quá trình (3)
A Kết luận 1 B Kết luận 2 C Kết luận 3 D Kết luận 4