65 BÀI TẬP TỰ LUẬN PHẦN NHIỆT HỌC

65 BÀI TẬP TỰ LUẬN NHIỆT HỌC Bài 1: Dưới áp suất 10000N/m 2 một lượng khí có thể tích là 10l. Tính thể tích của lượng khí đó dưới áp suất 50000Pa. Bài 2: Một bình có dung tích 10l chứa một chất khí dưới áp suất 30atm. Coi nhiệt độ của khí không đổi. Tính thể tích của chất khí nếu mở nút bình. Bài 3: Tìm hệ thức liên hệ giữa khối lượng riêng và áp suất chất khí trong quá trình đẳng nhiệt Bài 4: Bơm không khí có áp suất p 1 =1atm vào một quả bóng có dung tích bóng không đổi là V=2,5l. Mỗi lần bơm ta đưa được 125cm 3 không khí vào trong quả bóng đó. Biết rằng trước khi bơm bóng chứa không khí ở áp suất 1atm và nhiệt độ không đổi. Tính áp suất bên trong quả bóng sau 12 lần bơm. Bài 5: Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 6lít đến thể tích 4lít, áp suất khí tăng thêm 0,75atm. Tính áp suất ban đầu của khí. Bài 6: Một bọt khí có thể tích tăng gấp rưỡi khi nổi từ đáy hồ lên mặt nước. Giả sử nhiệt độ ở đáy và mặt hồ là như nhau. Tính độ sâu của hồ. Bài 7: biết áp suất của một lượng khí hiđrô ở 0 o C là 700mmHg. Tính áp suất của một lượng khí đó ở 30 o C, biết thể tích của khí được giữ không đổi. Bài 8: Chất khí ở 0 o C có áp suất P o . Cần đun nóng chất khí lên bao nhiêu độ để áp suất của nó tăng lên 3lần. Bài 9: Khi đun nóng đẳng tích một khối khí để nhiệt độ tăng 1 o C thì áp suất tăng thêm 1/360 áp suất ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu của khí. Bài 10: Có 12g khí chiếm thể tích 4lít ở 7 o C. Sau khi đun nóng đẳng áp lượng khí trên đến nhiệt độ t thì khối luợng riêng của khí là 1,2g/l. Tính nhiệt độ t của khí. Bài 11: Coi áp suất của khí trong và ngoài phòng là như nhau. Khối lượng riêng của khí trong phòng ở nhiệt độ 27 o C lớn hơn khối lượng của khí ngoài sân nắng ở nhiệt độ 42 o C bao nhiêu lần? Bài 12: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế 40cm 3 khí hiđrô ở áp suất 750mmHg và nhiệt độ 27 o C. Hỏi thể tích của lượng khí trên ở áp suất 720mmHg và nhiệt độ 17 o C là bao nhiêu?. Bài 13 : Vẽ dạng tổng quát các đường biểu diễn sau : a. Đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ OTV và OTP b. Đường đẳng áp trong hệ tọa độ OTP và OVP c. Đường đẳng tích trong hệ tọa độ OTV và OVP Bài 14 : vẽ lại đồ thị sau trong các hệ tọa độ còn lại Bài 15 : Một cột không khí chứa trong một ống nhỏ, dài, tiết diện đều. Cột không khí được ngăn cách với khí quyển bởi một cột Hg có chiều dài d=150mm. Chiều dài cột không khí trong ống nằm ngang là l o =144mm. Giả sử nhiệt độ không đổi. a. Tính chiều dài của cột không khí khi ống đặt thẳng đứng, miệng ống ở trên b. Tính lại câu a khi miệng ống ở dưới P T 1 2 3 P V 1 2 3 V T 1 2 3 4 Bài 16 : Trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm 3 hỗn hợp khí đốt dưới áp suất 1atm và nhiệt độ 47 o C. Pittông nén xuống làm cho hỗn hợp khí chỉ còn 0,2dm 3 và áp suất tăng lên 15lần. Tính nhiệt độ của hỗn hợp khí nén. Bài 17 : Sự biến đổi trạng thái của 1 khối khí lí tưởng được mô tả như hình vẽ. V 1 =3lít ; V 3 =6lít. a. Xác định P, V , T của từng trạng thái b. Vẽ lại đồ thị trên trong các hệ tọa độ (P, V) và (V, T) Bài 18 : Pittông của một máy nén sau mỗi lần nén đưa được 4lít khí ở nhiệt độ 27 o C và áp suất 1atm vào bình chứa khí có thể tích 3m 3 . Khi pittông đã thực hiện 1000lần nén và nhiệt độ khí trong bình là 42 o C. Tính áp suất của khí trong bình sau khi nén. Bài 19 : Bình A có dung tích 3lít, chứa một chất khí ở áp suất 2atm. Bình B dung tích 4lít chứa một chất khí ở áp suất 1atm. Nhiệt độ trong hai bình là như nhau. Nối hai bình thông nhau bằng một ống nhỏ. Biết không có phản ứng hóa học nào xảy ra giữa khí trong hai bình. Tính áp suất của hỗn hợp khí sau khi nối hai bình. Bài 20 : Một lượng khí có áp suất 750mmHg, nhiệt độ 27 o C và thể tích 76cm 3 . Tính thể tích của khí ở điều kiện chuẩn. Bài 21 : Một quả bóng có thể tích không đổi 2lít chứa không khí ở áp suất 1atm. Dùng một cái bơm để bơm không khí ở áp suất 1atm vào bóng. Mỗi lần bơm được 50cm 3 không khí . Sau 60 lần bơm áp suất không khí trong bóng là bao nhiêu ? Cho nhiệt độ không đổi. Bài 22 : Một xilanh kín được chia thành hai phần bằng nhau bởi một pittông cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài 30cm, chứa một lượng khí giống nhau ở 27 o C. Nung nóng một phần thêm 10 o C và làm lạnh phần kia đi 10 o C. Tính độ dịch chuyển của pittông khi đó. Bài 23 : Một khối O 2 có thể tích 30dm 3 ở 5 o C và 760mmHg. Tính thể tích của khối O 2 ấy tại 30 o C và 800mmHg. Bài 24 : Tìm thể tích của 4g O 2 ở điều kiện chuẩn. Bài 28 : 1,29lít một chất khí có khối lượng 2,71g khí đó ở 18 o C và 765mmHg. Hãy tìm khối lượng mol của khí đó. Bài 25 : Tìm hệ thức liên hệ giữa khối lượng riêng , áp suất và nhiệt độ. Bài 26 : Đỉnh Phăng-xi-păng trong dãy Hoàng Liên Sơn cao 324m, biết mỗi khi lên cao thêm 10m áp suất khí quyển giảm 10mmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là 2 o C. Khối lượng riêng của khí ở điều kiện chuẩn là 1,29kg/m 3 . Tính khối lượng riêng của không khí trên đỉnh núi. Bài 27: Một bình bằng thép dung tích 50lít chứa khí H 2 ở áp suất 5MPa và nhiệt độ 37 o C. Dùng bình này bơm được bao nhiêu quả bóng bay, dung tích mỗi quả là 10lít, áp suất mỗi quả là 1,05.10 5 Pa? Nhiệt độ khí trong bóng bay là 12 o C Bài 28: Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 10 l đến thể tích 6l, áp suất khí tăng thêm 0,5at. Tìm áp suất ban đầu của khí. Bài 36: Một quả bóng có dung tích không đổi, V = 2l chứa không khí ở áp suất 1at. Dùng một cái bơm để bơm không khí ở áp suất 1at và bóng. Mỗi lần bơm đợc P(atm) T 1 2 3 1(atm) 600 50cm 3 không khí. Sau 60 lần bơm, áp suất không khí trong quả bóng là bao nhiêu? Cho nhiệt độ không đổi. Bài 29: Nếu áp suất một lượng khí biến đổi 2.10 5 N/m 2 thì thể tích biến đổi 3l. Nếu áp suất biến đổi 5.10 5 N/m 2 thì thể tích biến đổi 5l. Tìm áp suất và thể tích ban đầu của khí, cho nhiệt độ không đổi. Bài 30: Xác định số phân tử nước trong một cái cốc đựng 0,4lít nước. Bài 31: Xác định số nguyên tử có trong 1m 3 Cu. Biết khối lượng riêng của đồng là 9000kg/m 3 Bài 33: Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình 1-2-3-4 cho trên đồ thị. Biết p 1 =1atm, T 1 =300K, T 2 =600K, T 3 =1200K. Xác định các thông số còn lại ở mỗi trạng thái, vẽ lại đồ thị trong các hệ tọa độ còn lại. Bài 32: Một bọt khí nổi lên từ đáy nhỏ, khí đến mặt nước lớn gấp 1,3 lần. Tính độ sâu của đáy hồ biết trọng lượng riêng của nước là d = 10 4 N/m 3 , áp suất khí quyển p 0 = 10 5 N/m 2 . Xem nhiệt độ nước là như nhau ở mọi điểm. Bài 33: Một ống nhỏ tiết diện đều, một đầu kín. Một cột thuỷ ngân đứng cân bằng và cách đáy 180mm khi ống đứng thẳng, miệng ở trên và cách đáy 220mm khi ống đứng thẳng, miệng ở dưới. Tìm áp suất khí quyển và độ dài cột không khí bị giam trong ống khi ống nằm ngang. Bài 34: Một ống nhỏ dài, tiết diện đều, một đầu kín. Lúc đầu trong ống có một cột không khí dài l 1 = 20cm được ngân với bên ngoài bằng cột thuỷ ngân d = 15cm khi ống đứng thẳng, miệng ở trên.Cho áp xuất khí quyển là p 0 = 75cmHg. Tìm chiều cao cột không khí khi: a. ống thẳng đứng, miệng ở dưới. b. ống đặt nằm ngang Bài 35: Một ống chữ U tiết diện đều, một đầu kín chứa không khí bị nén bởi thủy ngân trong ống. Cột không khí trong ống dài l 0 = 10cm, độ chênh lệch của mực thủy ngân trong hai ống là h 0 = 6cm. Tìm chiều dài của cột thủy ngân đổ thêm vào để chiều cao cột khí là l = 9cm. Cho áp suất khí quyển p 0 = 76cmHg, nhiệt độ xem là không đổi. Bài 36: ống nghiệm kín hai đầu dài l = 84cm bên trong có 1 giọt thủy ngân dài d=4cm. Khi ống nằm ngang, giọt thủy ngân nằm ở giữa ống, khí hai bên có áp suất bằng p 0 = 75cmHg. Khi đựng ống thẳng đứng, giọt thủy ngân dịch chuyển một đoạn bao nhiêu ? Bài 37: Một bình cầu chứa không khí được ngăn với bên ngoài bằng giọt thủy ngân trong ống nằm ngang. ống có tiết diện S = 0,1cm 2 . ở 27 0 C giọt thủy ngân cách mặt bình cầu là l 1 = 5cm. ở 32 0 C giọt thủy ngân cách mặt bình cầu là l 2 =10cm. Tính thể tích bình cầu, bỏ qua sự dãn nở của bình. Bài 38: Một bình chứa khí ở 27 0 C và áp suất 3at. Nếu nửa khối lượng khí thoát ra khỏi bình và hình hạ nhiệt độ xuống 17 0 C thì khí còn lại có áp suất bao nhiêu? Bài 39: Một xi lanh cách nhiệt đặt thẳng đứng. Piston nhẹ, có tiết diện S = 40cm 2 có thể trượt không ma sát. Khi cân bằng, piston cách đáy xi lanh 40cm. Nhiệt độ p(atm) T(K) 1 2 3 4 T 1 T 2 =T 4 T 3 không khí chữa trong xi lanh là 27 0 C. Đặt lên piston một vật nặng có trọng lượng P= 40N thi piston di chuyển đến vị trí cân bằng mới cách đáy 38cm. a. Tính nhiệt độ không khí. Cho áp suất khí quyển p 0 = 10 5 N/m 2 . b. Cần nung không khí đến nhiệt độ bao nhiêu để piston trở về vị trí ban đầu. Bài 40: a. Dãn khối khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 40 lít thì áp suất của khối khí thay đổi như thế nào? b. Một lượng khí xác định có thể tích 250l và áp suất 2atm. Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 6atm. Tính thể tích khí nén. Bài 41: a. Người ta điều chế khí hiđro và chứa vào một bình lớn dưới áp suất 2,5atm. Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn ra để nạp vào một bình nhỏ có thể tích 50 lít dưới áp suất 22,5atm. Coi nhiệt độ không thay đổi. b. Một bình kín chứa khí Ôxi ở nhiệt độ 7 0 C và áp suất 2,5atm. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ 37 0 C thì áp suất trong bình là bao nhiêu? Coi thể tích của bình không thay đổi. Bài 42: a. Một săm xe máy được bơm căng không khí ở nhiệt độ 10 0 C và áp suất 2,15atm. Hỏi săm có bị nổ không khi để ngoài nắng có nhiệt độ 37 0 C? Coi sự tăng thể tích của săm là không đáng kể và biết săm chịu được áp suất tối đa là 2,5atm. b. Một bình thuỷ tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình đến 217 0 C. Áp suất khí trong bình là bao nhiêu? Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể. Bài 43: a. Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 37 0 C và dưới áp suất 1,7atm. Khi đèn cháy sáng, áp suất khí trong đèn là 5atm. Coi thể tích đèn là không đổi. Tính nhiệt độ trong đèn khi cháy sáng . b. Khi đun nóng đẳng tích một khối khí tăng thêm 5 0 C thì áp suất tăng thêm 1 90 so với áp suất ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu của khối khí. Bài 44: Biết thể tích của một lượng khí là không đổi. a. Chất khí ở 0 0 C có áp suất 5atm. Tìm áp suất của khí ở 273 0 C. b. Chất khí ở 0 0 C có áp suất p 0 . Phải đun nóng chất khí đến nhiệt độ nào để áp suất tăng lên 3 lần. Bài 45: a. Van an toàn của một nồi áp suất sẽ mở khi áp suất trong nồi 12atm. Ở 27 0 C, hơi trong nồi áp suất 0,6 atm. Hỏi ở nhiệt độ nào thì van an toàn sẽ mở? Coi thể tích của nồi không thay đổi. b. Một bình kín chứa khí ở áp suất 250kPa và nhiệt độ 17 o C. Làm nóng bình đến 327 o C. Tính áp suất p của khí trong bình ở 327 o C. Coi thể tích bình không thay đổi. Bài 46: a. Một chiếc lớp ô tô chứa không khí có áp suất 2,5atm và ở nhiệt độ 27 0 C. Khi xe chạy nhanh nhiệt độ lốp xe tăng lên tới 77 0 C. Tính áp suất không khí trong lốp xe lúc này. Coi thể tích của lốp là không đổi. b. Một lượng khí đựng trong một xi lanh được đậy kín bởi một pittông, pittông chuyển động tự do được. Lúc đầu lượng khí có nhiệt độ là 12 0 C thì đo được thể tích khí là 24 lít. Đưa xi lanh đến nơi có nhiệt độ là 68 0 C, khí nở ra đẩy pittông đi lên. Thể tích của lương khí trong xi lanh lúc đó là bao nhiêu? Coi áp suất của khí là không đổi. Bài 47: a. Một khối khí được đem dãn nở đẳng áp từ nhiệt độ 7 0 C đến 227 0 C thì thể tích khối khí tăng thêm 2,5lít. Tính thể tích khối khí trước và sau khi dãn nở. b. Nén 20 lít khí ở nhiệt độ 37 0 C để cho thể tích của nó chỉ còn là 2,5 lit ở nhiệt độ 97 0 C. Áp suất khí thay đổi như thế nào? Bài 48: a. Một bình chứa khí nén ở nhiệt độ 37 0 C dưới áp suất 50at. Áp suất sẽ ra sao khi thể tích tăng lên gấp đôi và nhiệt độ bình hạ xuống 7 0 C? b. Trước khi nén hỗn hợp khí trong xylanh có nhiệt độ 27 0 C. Sau khi nén áp suất tăng 4 lần, thể tích giảm 2 lần. Hỏi nhiệt độ sau khi nén là bao nhiêu 0 C ? Bài 49: Một bình vỏ bằng thép, đựng khí ở áp suất 50,4 atm, nhiệt độ 27 0 C. Dung tích của chai là 50 lit. a. Tính số mol khí trong chai. b. Nếu khí là ôxi có khối lượng mol là 32g/mol thì khố lượng khí trong chai là bao nhiêu? Bài 50: Một lượng khí không đổi, nếu áp suất biến đổi 3.10 5 Pa thì thể tích biến đổi 4l. Nếu áp suất biến đổi 6.10 5 Pa thì thể tích biến đổi 6l. Tính áp suất và thể tích ban đầu. Biết nhiệt độ không đổi Bài 51: Bơm không khí ở áp suất p 1 = 1at vào một quả bóng bóng cao su, mỗi lần nén pittông thì đẩy được 250cm 3 . Nếu nén 80 lần thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu? Biết dung tích bóng lúc đó là V = 5lít. Cho rằng trước khi bơm trong quả bóng không có không khí và khi bơm nhiệt độ không đổi Bài 52: a. Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 27 o C và dưới áp suất 0,6atm. Khi đèn cháy sáng áp suất trong đèn là 1atm và không làm vỡ bóng đèn. Tính nhiệt độ khí trong đèn khi cháy sáng? b. Một bánh xe được bơm vào lúc sáng sớm khi nhiệt độ không khí xung quanh là 12 o C. Hỏi áp suất khí trong ruột bánh xe tăng thêm bao nhiêu phần trăm vào giữa trưa, lúc nhiệt độ lên đến 37 o C. Coi thể tích xăm không thay đổi. Bài 53: Chât khí trong xy lanh của một động cơ nhiệt có áp suât 4atm và nhiệt độ là 227 0 C. a. Khi thể tích không đổi, nhiệt độ giảm còn 27 0 C thì áp suất trong xy lanh là bao nhiêu? b. Khi nhiệt độ trong xy lanh không thay đổi, muốn tăng áp suất lên 8atm thì thể tích thay đổi thế nào? c. Nếu nén, thể tích khí giảm 4 lần. Áp suất tăng lên 6atm thì nhiệt độ lúc đó bằng bao nhiêu? Bài 54: Trong xy lanh của một động cơ đốt trong hỗn hợp khí ở áp suất 2atm, nhiệt độ 37 0 C có thể tích 50dm 3 . Tính nhiệt độ của khí sau khi nén? Biết thể tích sau khi nén là 5dm 3 , áp suất 15atm Bài 55: Pittông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 5 lít khí ở nhiệt độ 17 0 C và áp suất 2 atm vào bình chứa khí có thể tích 2m 3 . Tính nhiệt độ khí trong bình khi pittông thực hiện dược 2500 lần nén. Biết áp suất lúc đó là 4,1 atm. Bài 56: Áp suất khí trong xy lanh của một động cơ vào cuối kỳ nén là bao nhiêu? Biết trong quá trình nén, nhiệt độ tăng từ 17 0 C đến 1207 0 C ; thể tích giảm từ 1,75 lít đến 0,25 lít. Áp suất ban đầu là 8.10 4 N/m 2 Bài 57: Một lượng khí ở áp suât 10atm, nhiệt độ 17 0 C chiếm thể tích 10 lít. Biến đổi đẳng tích tới nhiệt độ 327 0 C , rồi sau đó, biến đổi đẳng áp lượng khí này, biết nhiệt độ trong quá trình đ ẳng áp tăng 157 0 C Tìm áp suất và thể tích khí sau khi biến đổi. Bài 58: Một bình bằng thép có dung tích 60 lít chứa khí Hiđrô ở áp suất 15Mpa và nhiệt độ 27 0 C. Dùng bình này bơm sang bình sắt, sau khi bơm hai bình có áp suất 7,5MPa, nhiệt độ 17 0 C. a. Tính thể tích bình sắt. b. Muốn áp suất trong bình sắt là 5,5MPa thì bình sắt phải có nhiệt độ là bao nhiêu ? Bài 59: Có 100g khí Oxy ở nhiệt độ 25 0 C được đun nóng đẳng tích để áp suất tăng gấp đôi. Tính : a. Nhiệt độ khí sau khi đun. b. Nhiệt lượng truyền cho khí, biết nhiệt dung riêng đẳng tích của Oxy là 0,913J/g. 0 C Bài 60: a. Áp suất khí trơ trong bóng đèn tăng bao nhiêu lần khi đèn sáng. Biết nhiệt độ khi đèn sáng là 527 0 C, khi đèn tắt là 27 0 C. Coi thể tích là không đổi. b. Bơm không khí có áp suất 2,5atm vào một quả bóng da, mỗi lần bơm ta đưa được 250cm 3 không khí vào quả bóng. Sau khi bơm 120 lần áp suất trong quả bóng là bao nhiêu ? Biết thể tích của bóng là 5 lít, Biết trước khi bơm bóng không chứa không khí, coi nhiệt độ không khí là không đổi. Bài 61: Có 6,5g khí Hiđrô ở nhiệt độ 17 0 C được đun nóng đẳng áp để thể tích tăng gấp ba lần. Tính : a. Nhiệt độ khí sau khi đun. b. Nhiệt lượng truyền cho khí, biết nhiệt dung riêng đẳng áp của Hiđrô là 14,3kJ/kg.K Bài 62: a. Ở nhiệt độ không đổi, dưới áp suất 2. 10 4 N/m 2 . Một lượng khí có thể tích 12,5 lít. Tính thể tích của lượng khí đó dưới áp suất 5.10 4 N/m 2 b. Tính áp suất của một lượng khí H 2 ở 60 0 C. Biết áp suất của lượng khí này ở 0 0 C là 700mmHg thể tích của khí được giữ không đổi. Bài 63: a. Một bình cầu dung tích 20 lít chứa khí oxy ở 16 0 C dưới áp súât 100atm. Tính thể tích lượng oxy ở điều kiện tiêu chuẩn? b. Pittông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 2,5 lít khí ở nhiệt độ 27 0 C và áp suất 1,25 atm vào bình chứa khí có thể tích 3m 3 . Tính nhiệt độ khí trong bình khi pittông thực hiện 1000 lần nén. Biết áp suất lúc đó là 3,1 atm. Bài 64:Áp suất khí trong xylanh của một động cơ vào cuối kỳ nén là bao nhiêu. Biết trong quá trình nén, nhiệt độ tăng từ 75 0 C đến 427 0 C thể tích giảm từ 1,25lít đến 0,25 lít. Áp suất ban đầu là 12.10 4 N/m 2. Bài 65: Xác định nhiệt độ của lượng khí chứa trong một bình kín, nếu áp suất của khí tăng thêm 0,4% áp suất ban đầu khi khí được nung nóng lên 1 độ. Coi thể tích là không đổi. . 65 BÀI TẬP TỰ LUẬN NHIỆT HỌC Bài 1: Dưới áp suất 10000N/m 2 một lượng khí có thể tích là 10l. Tính thể tích của lượng khí đó dưới áp suất 50000Pa. Bài 2: Một bình có dung. ? Cho nhiệt độ không đổi. Bài 22 : Một xilanh kín được chia thành hai phần bằng nhau bởi một pittông cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài 30cm, chứa một lượng khí giống nhau ở 27 o C. Nung nóng một phần. có nhiệt độ là bao nhiêu ? Bài 59: Có 100g khí Oxy ở nhiệt độ 25 0 C được đun nóng đẳng tích để áp suất tăng gấp đôi. Tính : a. Nhiệt độ khí sau khi đun. b. Nhiệt lượng truyền cho khí, biết nhiệt