giúp bồi dưỡng học sinh giỏi phần chất khí

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM - VẬT LÝ Đề tài: “Giúp bồi dưỡng học sinh giỏi phần Chất Khí” Người thực hiện: Nguyễn Văn Cảnh Tổ Vật Lý – CN Trường THPT Lê Quý Đôn Tháng 4/2014 Trang 2 A. ĐẶT VẤN ĐỀ Vật lý là một môn khoa học rất gần với đời sống, nó nghiên cứu những sự vật hiện tượng xảy ra hàng ngày, có tính ứng dụng cao. Việc giải các bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu hơn những định luật vật lý, những hiện tượng vật lý, tạo điều kiện cho học sinh rèn luyện được kỹ năng vận dung, kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề kể cả trong học tập và trong đời sống. Trong chương trình Vật Lý lớp 10, thì phần Nhiệt Học là phần kiến thức rất gần với cuộc sống. Đặc biệt là các định luật về chất khí, các nguyên lý Nhiệt Động Lực Học. Khi nghiên cứu sâu về các định luật, nguyên lý này giúp chúng ta giải thích được các hiện tượng liên quan, cũng như nắm rõ được nguyên lý hoạt động của các vật dụng, thiết bị ứng dụng nó. Bởi vậy trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh hàng năm thì đây là mảng kiến thức thường được khai thác. Qua một số năm bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi nhận thấy các bài tập phần chất khí khá hay và cũng khá đa dạng. Thường thì học sinh làm các bài tập phần này khó khăn về phương pháp, cũng như nhận dạng các loại bài tập. Bởi vậy trong đề tài “ Giúp bồi dưỡng học sinh giỏi phần chất khí” này tôi xin mạnh giạn giới thiệu một số bài tập, với sự phân loại theo tôi sẻ giúp các em học sinh dễ hình dung và tiếp cận. Và đây cũng là cơ hội để bản thân trau dồi chuyên môn cũng như thói quen tìm tòi, nghiên cứu khoa học. Đó chính là những mục đích xuyên suốt của đề tài. Hi vọng rằng với hệ thống bài tập này có thể giúp cho các thầy cô giáo tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi, cũng như các em học sinh ôn thi làm tài liệu tham khảo. Trang 3 B. NỘI DUNG I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHẤT KHÍ. 1.1. Định luật Bôi-Lơ - Ma-Ri-ốt a. Nội dung: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. b. Biểu thức định luật: + p~ 1 V + pV = hằng số + p 1 V 1 = p 2 V 2 c. Đồ thị biểu diễn quá trình đẳng nhiệt trong hệ tọa độ POV như hình bên. Quá trình này còn có thể biểu diễn trong hệ tọa độ POT, VOT 1.2. Định luật Sác-Lơ a. Nội dung: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. b. Biểu thức định luật: + p~ T + P T =hằng số + 1 2 1 2 P P T T = c. Đồ thị biểu diễn quá trình đẳng tích trọng hệ tọa độ POT như hình bên. Quá trình này còn có thể biểu diễn trong hệ tọa độ POV, VOT 1.3. Định luật Gay Luy Xác a. Nội dung: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. b. Biểu thức định luật: + V~ T + T V =hằng số + 2 2 1 1 T V T V = c. Đồ thị biểu diễn quá trình đẳng tích trọng hệ tọa độ VOT như hình bên. Quá trình này còn có thể biểu diễn trong hệ tọa độ POV, POT Trang 4 V T 2 >T 1 T 1 65 1,2 4 T 2 93 6 p O T(K) V 2 >V 1 V 1 V 2 p O T(K) p 2 >p 1 P 1 P 2 V O 1.4: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng. + hsnR T PV == - Với n là số mol chất khí - Khi áp suất tính bằng N/m 2 , thể tích tính bằng m 3 , nhiệt độ tính bằng K(bắt buộc) thì R=8,31(N.m/mol.K) + 2 22 1 11 T VP T VP = 2. Nguyên lý I nhiệt động lực học. 2.1: Nội dung: Độ biến thiên nội năng của một hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được. 2.2: Biểu thức: AQU +=∆ Lưu ý: nếu xem áp suất không đổi thì VpA ∆−= . 2.3: áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học cho khí lý tưởng. a. Quá trình đẳng tích. vì A=0 nên QU =∆ b. Quá trình đẳng áp: VpA ∆−= . (công khí nhận). c. Quá trình đẳng nhiệt: + vì nội năng khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nên 0=∆U + vậy QA −= Trang 5 II. BI TP VN DNG 1. Cỏc bi toỏn liờn quan n th. õy l dng toỏn ũi hi hc sinh phi nm c bn cht ca cỏc quỏ trỡnh bin i. Trờn c s ú cú th biu din cỏc quỏ trỡnh lờn cỏc trc ta khỏc nhau. Ngoi cỏc quỏ trỡnh bin i l ng quỏ trỡnh ó c hc trong sỏch giỏo khoa thỡ cũn cú mt s quỏ trỡnh khụng phi l ng quỏ trỡnh nhng li cú dng toỏn hc quen thuc( hm bc nht, bc hai), hoc sau khi bin i ta cú th a nú v cỏc dng ú. Bi 1 : Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tởng đơn nguyên tử) thực hiện một chu trình 1 2 3 4 1 đợc biểu diễn trên giản đồ P-T nh hình bên. Cho P 0 = 10 5 Pa; T 0 = 300K. a. Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4. b. Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T c. Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu trình. Giải: a. Quá trình 1 4 là quá trình đẳng tích, vậy V 1 = V 4 . Sử dụng phơng trình trạng thái khí lý tởng ở trạng thái 1 ta có: 1 1 1 m P V RT= à , suy ra: 1 1 1 RT m V P = à Thay số: m = 1g; à = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T 1 = 300K và P 1 = 2.10 5 Pa ta đợc: 3 3 1 5 1 8,31.300 3,12.10 4 2.10 V m = = b. Từ hình vẽ ta xác định đợc chu trình này gồm các đẳng quá trình sau: 1 2 là đẳng áp; 2 3 là đẳng nhiệt; 3 4 là đẳng áp; 4 1 là đẳng tích. Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ V-T (hình b) nh sau: c. Để tính công, trớc hết sử dụng ph- ơng trình trạng thái ta tính đợc các thể tích: V 2 = 2V 1 = 6,24.10 3 m 3 ; V 3 = 2V 2 = 12,48.10 3 m 3 . - Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn: 5 3 3 2 12 1 2 1 ( ) 2.10 (6,24.10 3,12.10 ) 6,24.10A p V V J = = = Trang 6 P(10 5 P a) Hình a V(l) 0 3,12 2 1 2 3 4 12,4 8 1 6,24 V(l) Hình b T(K ) 3,12 1 2 3 4 12,4 8 6,24 300 600150 5 3 2 3 23 2 2 2 ln 2.10 .6,24.10 ln2 8,65.10 V A p V J V = = = ( công thức này có thể cho học sinh thừa nhận hoặc tính bằng tích phân) 5 3 3 2 34 3 4 3 ( ) 10 (3,12.10 12,48.10 ) 9,36.10A p V V J = = = ( khí nhận công) 41 0A = vì đây là quá trình đẳng áp. Bi 2: Mt mol khớ lớ tng thc hin quỏ trỡnh gión n t trng thỏi 1 (P 0 , V 0 ) n trng thỏi 2 (P 0 /2, 2V 0 ) cú th trờn h to P-V nh hỡnh v. a. Xỏc nh nhit cc i ca khi khớ trong quỏ trỡnh ú. b. Biu din quỏ trỡnh y trờn h to P-T Gii a. Vỡ th trờn P-V l on thng nờn ta cú: P = V + (1.1) trong ú v l cỏc h s phi tỡm. - Khi V = V 0 thỡ P = P 0 nờn: 0 0 P = V + (1.2) - Khi V = 2V 0 thỡ P = P 0 /2 nờn: 0 0 P /2 = 2V + (1.3) - T (1.2) v (1.3) ta cú: 0 0 = - P / 2V ; 0 = 3P / 2 - Thay vo (1.1) ta cú phng trỡnh on thng ú : 0 0 0 3P P P = - V 2 2V (1.4) - Mt khỏc, phng trỡnh trng thỏi ca 1 mol khớ : PV = RT (1.5) - T (1.4) v (1.5) ta cú : 2 0 0 0 3V 2V T = P - P R RP (1.6) - T l hm bc 2 ca P nờn th trờn TOP l mt phn parabol + khi P = P 0 v P = P 0 /2 thỡ T = T 1 =T 2 = 0 0 P V R ; + khi T = 0 thỡ P = 0 v P = 3P 0 /2 . - Ta cú : 0 0 (P) 0 3V 4V T = - P R RP (P) T = 0 0 3P P = 4 nờn khi 0 3P P = 4 thỡ nhit cht khớ l T = T max = 0 0 9V P 8R b. th biu din quỏ trỡnh ú trờn h to T-P l th hỡnh bờn. Bi 3: Chu trỡnh thc hin bin i 1 mol khớ lớ tng n nguyờn t nh hỡnh bờn. Cú hai quỏ trỡnh bin i trng thỏi khớ, trong ú ỏp sut ph thuc tuyn tớnh vo th tớch. Mt quỏ trỡnh bin i trng thỏi khớ ng tớch. Trong quỏ trỡnh ng tớch 1 2 khớ nhn nhit lng Q = 4487,4 J v nhit ca nú tng lờn 4 ln. Nhit ti cỏc trng thỏi 2 v 3 bng nhau. Bit nhit dung mol ng tớch C v = 3R 2 , R = 8,31 J/K.mol. a. Hóy xỏc nh nhit T 1 ca khớ. b. Tớnh cụng m khớ nhn hin c trong mt chu trỡnh. Gii: Trang 7 Hỡnh 1 1 p 3 2 O V a. Quá trình biến đổi trạng thái 1-2 T 2 = 4T 1 ; V =const; A 12 = 0 - Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học Q 12 = v 2 1 1 3 9 C T R(T T ) RT 2 2 ∆ = − = - Suy ra được 1 2Q T 120K 9R = = b. Quá trình đẳng tích 1 – 2: T 2 = 4T 1 suy ra p 2 = 4p 1 - Quá trình 2 – 3: T 2 = T 3 suy ra p 3 V 3 = p 2 V 1 suy ra 3 1 1 3 p V 4 p V = (1.7) - Quá trình 3 -1 : p = aV ; 3 3 1 1 p aV p aV = = Nên 3 3 1 1 p V p V = (1.8) - Từ (1.7) và (1.8) thu được V 3 = 2V 1 - Dựa vào hình vẽ tính công của khí nhận trong một chu trình 111312123 .5,1))(( 2 1 VpVVppSA −=−−−=−= (1.9) - Áp dụng phương trình C –M : p 1 V 1 = RT 1 (1.10) - Thay (1.10) vào (1.9) thu được : A=-1,5R.T 1 =1495,8 J Bài 4: Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình 1-2-3-1. Trong đó, quá trình 1 - 2 được biểu diễn bởi phương trình T = T 1 (2- bV)bV (với b là một hằng số dương và thể tích V 2 >V 1 ). Qúa trình 2 - 3 có áp suất không đổi. Qúa trình 3 - 1 biểu diễn bởi phương trình : T= T 1 b 2 V 2 . Biết nhiệt độ ở trạng thái 1 và 2 là: T 1 và 0,75T 1 . Hãy tính công mà khối khí thực hiện trong chu trình đó theo T 1 . Giải: - Để tính công mà khối khí thực hiện , ta vẽ đồ thị biểu diễn chu trình biến đổi trạng thái của chất khí trong hệ tọa độ hệ tọa độ POV - Quá trình biến đổi từ 1-2: Từ T=PV/R và T = T 1 (2- bV)bV (1.11) => P= - Rb 2 T 1 V+2RbT 1 (1.12) - Quá trình 2-3 là quá trình đẳng áp P 2 = P 3 - Quá trình biến đổi từ 3-1. Từ T=PV/R và T = T 1 b 2 V 2 => P= Rb 2 T 1 V -Thay T=T 1 vào phương trình (1.11) => V 1 = 1/b => P 1 = RbT 1 -Thay T 2 = 0,75T 1 vào phương trình (1.11) ta có: V 2 = 3/(2b)=1,5V 1 và V 2 =0,5V 1 (vì V 2 > V 1 nên loại nghiệm V 2 = 0,5V 1 ) - Thay V 2 = 1,5/b vào (1.12) => P 2 = P 3 = 0,5RbT 1 =0,5P 1 => V 3 = 0,5V 1 =1/2b . -Ta có công A = S 123 = 0,5(P 1 - P 2 ).(V 2 -V 3 ) = 0,25RT 1 Trang 8 Bài 5:( đề hsg tỉnh Hà Tĩnh 2013) Một mol chất khí lý tưởng thực hiện chu trình ABCA trên giản đồ p-V gồm các quá trình đẳng áp AB, đẳng tích BC và quá trình CA có áp suất p biến đổi theo hàm bậc nhất của thể tích V (hình bên). a.Với số liệu cho trên giản đồ, hãy xác định các thông số (p,V,T) còn lại của các trạng thái A, B, C; b. Biểu diễn chu trình ABCA trên giản đồ V-T. ĐS: a. KT A 832= , 3,68= A V , KT B 312= , KT C 702= , atmp C 25,2= 2. Các bài toán liên quan đến cơ học. Để làm được các bài tập này, ngoài kiến thức phần nhiệt học, cac em học sinh còn phải nắm vững các kiến thức về cơ học, như các định luật Niu-tơn, điều kiện cân bằng của vật rắn, chất diểm, các loại loại lực cơ học Bởi vậy khi làm các bài tập dạng này đòi hỏi phải phân tích kỹ hiện tượng liên quan. Nhìn nhận bài toán dưới nhiều góc độ. Trên cơ sở đó phối hợp các định luật chất khí và các định luật cơ học để giải quyết vấn đề. Bài 1: Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5cm 2 . Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiêu bằng bao nhiêu để nút bật ra ? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N. Áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.10 4 Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -3 0 C. Giải - Gọi p1 là áp suất khí quyển, p2 là áp suất khí ngay trước khi nút chai bật ra. - Quá trình đun nóng là quá trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra ta có : SpFSp ms 12 +≥ Do đó: S F pp ms +≥ 12 . (2.1) Nhiệt độ tối thiểu đạt khi dấu “=” của (2.1) xảy ra. - Vì quá trình là đẳng tích nên: 1 2 1 2 2 2 1 1 1 2 1 1 4 2 4 4 270 12 9,8.10 402 9,8.10 2,5.10 ms p p T T p T T p F T T p p S T K − = ⇒ =   ⇒ = +  ÷     ⇒ = + ≈  ÷   Phải đun nóng tới nhiệt độ ít nhất là T 2 = 402 K Bài 2 Một xi lanh có pittong cách nhiệt và nằm ngang. Pittong ở vị trí chia xi lanh thành hai phần bằng nhau, chiều dài của mỗi phần là 30cm. Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17 o C và áp suất 2 atm. Muốn pittong dịch chuyển 2cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu ? Áp suất cuả khí pittong đã dịch chuyển là bao nhiêu. Giải - Đối với phần khí bị nung nóng: + Trạng thái đầu: 111 ;; TlSVp = (2.1) + Trạng thái cuối: ( ) 222 ;; TSllVp ∆+= (2.3) - Đối với phần khí không bị nung nóng: Trang 9 T 1 T 2 + Trạng thái đầu: 111 ;; TlSVp = (2.4) + Trạng thái cuối: ( ) 1 ' 2 ' 2 ' 2 ;; TTSllVp =∆−= (2.5) Ta có: 1 ' 2 ' 2 2 22 1 11 T Vp T Vp T Vp == (2.6) Vì pittông ở trạng thái cân bằng nên: 2 ' 2 pp = . Từ (2.4), (2.5), (2.6) ta có ( ) ( ) 12 1 2 2 2 1 ' 22 2 22 T ll ll T T Sllp T Sllp T Vp T Vp ∆− ∆+ =⇒ ∆− = ∆+ ⇒= Vậy phải đun nóng khí ở một bên lên them T∆ độ: KT ll l TT ll ll TTT 4,41290 02,03,0 02,0.22 11112 = − = ∆− ∆ =− ∆− ∆+ =−=∆ Vì 2 22 1 11 T Vp T Vp = nên: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) atmp llT TTlp SllT TTlSp VT TVp p 14,2 02,03,0290 4,412903,0.2 2 1 11 1 11 21 211 2 ≈ + + = ∆+ ∆+ = ∆+ ∆+ == Bài 3:( đề thi hsg lớp 10 tỉnh Hà Tĩnh năm 2013): Một xilanh đặt nằm ngang, hai đầu kín, có thể tích 2V 0 và chứa khí lí tưởng ở áp suất p 0 . Khí trong xilanh được chia thành hai phần bằng nhau nhờ một pit-tông mỏng, cách nhiệt có khối lượng m. Chiều dài của xilanh là 2l. Ban đầu khí trong xilanh có nhiệt độ là T 0 , pit-tông có thể chuyển động không ma sát dọc theo xi lanh. a. Nung nóng chậm một phần khí trong xilanh để nhiệt độ tăng thêm ∆ T và làm lạnh chậm phần còn lại để nhiệt độ giảm đi ∆ T. Hỏi pit-tông dịch chuyển một đoạn bằng bao nhiêu khi có cân bằng? b.Đưa hệ về trạng thái ban đầu (có áp suất p 0 , nhiệt độ T 0 ). Cho xilanh chuyển động nhanh dần đều theo phương ngang dọc theo trục của xi lanh với gia tốc a thì thấy pit-tông dịch chuyển một đoạn x so với vị trí cân bằng ban đầu. Tìm gia tốc a. Coi nhiệt độ không đổi khi pit-tông di chuyển và khí phân bố đều. Giải: a. Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng cho phần xi lanh bi nung nóng: 1 1 1 1 1 0 o o o PV PV PV T T T T = = + ∆ Phần xi lanh bị làm lạnh: 2 2 2 2 2 0 o o o PV PV PV T T T T = = − ∆ Vì P 1 = P 2 → 0 1 2 0 T T V V T T + ∆ = − ∆ (2.7) Gọi đoạn di chuyển của pit-tông là x, ta có: V 1 = (l + x)S và V 2 = (l - x)S (2.8) Từ (2.7) và (2.8) ta có ( ) ( ) 0 0 x S x S l T T l T T + + ∆ = − −∆ → x = 0 l T T ∆ P 2 V 2 = P 0 V → P 2 = P 0 V 0 /(l - x)S (2.9) P 1 V 1 = P 0 V → P 2 = P 0 V 0 /(l + x)S (2.10) Xét pit-tông: F 2 - F 1 = ma → (P 2 - P 1 )S = ma (2.11) Từ (2.9), (2.10), và (2.11) ta có amS xlS VP xlS VP .) )()( ( 0000 = + − − Trang 10 Suy ra, mxl xVP a ).( .2 22 00 − = Bài 4: Một bình có thể tích V chứa một mol khí lí tưởng và có một cái van bảo hiểm là một xilanh (có kích thước rất nhỏ so với bình) trong đó có một pít tông diện tích S, giữ bằng lò xo có độ cứng k . Khi nhiệt độ của khí là T 1 thì píttông ở cách lỗ thoát khí một đoạn là L. Nhiệt độ của khí tăng tới giá trị T 2 thì khí thoát ra ngoài. Tính T 2 ? Giải Gọi 1 P và 2 P là các áp suất ứng với nhiệt độ 1 T và 2 T ; l ∆ là độ co ban đầu của lò xo, áp dụng điều kiện cân bằng của piston ta luôn có: Splk 1 . =∆ ; SpLlk 2 ).( =+∆ => SppLk )(. 12 −= ; (2.12) Vì thể tích của xilanh không đáng kể so với thể tích V của bình nên có thể coi thể tích của khối khí không đổi và bằng V áp dụng phương trình trạng thái ta có: )( 1212 TT V R PP −=− (2.13) Từ (2.12) và (2.13) ta có hệ phương trình      −= −=− SPPkL TT V R PP )( )( 12 1212 Như vậy khí thoát ra ngoài khi nhiệt độ của khí lên đến: RS kLV TT += 12 . Bài 5: Ở chính giữa một ống thủy tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100cm, hai đầu bịt kín có một cột thủy ngân dài h = 20cm. Trong ống có không khí. Khi đặt ống thẳng đứng cột thủy ngân dịch chuyển xuống dưới một đoạn l = 10cm. Tìm áp suất của không khí trong ống khi ống nằm ngang ra cmHg và Pa. Coi nhiệt độ không khí trong ống không đổi và khối lượng riêng thủy ngân là ρ = 1,36.10 4 kg/m 3 . Giải -Trạng thái 1 của mỗi lượng khí ở hai bên cột thuỷ ngân (ống nằm ngang) 1 1 1 ; ; 2 L h p V S T −   =  ÷   -Trạng thái 2 (ống đứng thẳng). + Đối với lượng khí ở trên cột thuỷ ngân: 2 2 2 1 ; ; 2 L h p V l S T T −   = + =  ÷   + Đối với lượng khí ở dưới cột thuỷ ngân: ' ' ' 2 2 2 1 ; ; 2 L h p V l S T T −   = − =  ÷   - Giọt thủy ngân cân bằng dưới tác dụng của trọng lực và áp lực của hai lượng khí nên ta có: ghSSpSp ρ += 2 ' 2 ( áp suất tính theo Pa) - Nếu áp suất tính theo cmHg ta có: ' ' ' 2 2 2 2 1 ; ; 2 L h p p h V l S T T −   = + = − =  ÷   - Áp dụng ĐL Bôilơ–Maríôt cho từng lượng khí. Ta có: Trang 11 [...]... của các đồng chí đồng nghiệp, các em học sinh Xin chân thành cảm ơn Trang 14 C KẾT LUẬN Sau một thời gian nghiên cứu để hoàn thành đề tài, cũng như áp dụng đề tài cho học sinh trường tôi, tôi nhận thấy các em tiếp cận kiến thức khá nhanh, giúp rút ngắn thời gian giảng dạy và học tập Trong các lần thi học sinh giỏi cấp tỉnh gần đây khi gặp các bài tập phần chất khí các em vận dụng tốt và đạt kết quả... để hoàn thành đề tài, cũng như áp dụng đề tài cho học sinh trường tôi, tôi nhận thấy các em tiếp cận kiến thức khá nhanh, giúp rút ngắn thời gian giảng dạy và học tập Trong các lần thi học sinh giỏi cấp tỉnh gần đây khi gặp các bài tập phần chất khí các em vận dụng tốt và đạt kết quả khả quan Bản thân tôi cũng nhận thấy kiến thức của tôi về lĩnh vực này được nâng lên rõ rệt Tuy nhiên vì khả năng có hạn,... hợp khí bằng bằng tổng áp suất riêng phần của mỗi khí( định luật Đantôn) Ta có: p1V1 + p 2V2 V1 + V2 10 Thay số vào ta có: p = ≈ 1,43( at ) 7 ' p = p1' + p2 = Bài 3 : Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10oC, trong khi áp suất là 78 cmHg Tính thể tích của lượng khí đã ra khỏi phòng và khối lượng không khí. .. Rất mong được sự cảm thông, góp ý chân thành của các đồng chí đồng nghiệp, các em học sinh Xin chân thành cảm ơn Trang 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO SÁCH THAM KHẢO 1 SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 10 – CƠ BẢN LƯƠNG DUYÊN BÌNH ( TỔNG CHỦ BÊN) 2 SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 10 - NÂNG CAO NGUYỄN THẾ KHÔI- PHẠM QUÝ TƯ 3 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ PHỔ THÔNG PGS.TS VŨ THANH KHIẾT 4 GIẢI TOÁN VẬT LÝ 10 BÙI QUANG HÂN... CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHẤT KHÍ 2 1.1 Định luật Bôi-Lơ-Ma-Ri-ốt 2 1.2 Định luật Sác-Lơ 2 1.3 Định luật Gay Luy Xác 2 1.4 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng 3 2 Nguyên lý I nhiệt động lực học 3 2.1 Nội dung 3 2.2 biểu thức nguyên lý 3 2.3 Áp dụng nguyên lysI nhiệt động lực học cho khí lý tưởng 3 II BÀI TẬP VẬN DỤNG 4 1 Các bài toán liên quan đến đồ thị 4 2 Các bài toán liên quan đến cơ học 7 3 bài tập... dung tích V1= 3lít, chứa khí Heli ở áp suất p1=2at Bình B có dung tích V2= 4lít, chứa khí Argon ở áp suất p 1=1at Nhiệt độ trong hai bình như nhau Nối hai bình thông với nhau bằng một ống dãn nhỏ, lúc này nhiệt độ không đổi Tính áp suất hỗn hợp khí Giải: ' - Gọi áp suất riêng phần của mỗi khí trong hỗn hợp lần lượt là p1' , p 2 - Áp dụng định luật Bô lơ – Ma ri ốt cho mỗi khí trước và sau khi thông... 6.78.273 = ⇒ ∆V0 = = ≈ 1,58m3 T0 T2 T2 p0 283.76 Khối lượng không khí còn lại trong phòng: ( ρ 0 =1,29kg/m3, là khối lượng riêng không khí ở đktc) Ta tính được: m’= 206,4 Kg Bài 4 : Người ta bơm khí oxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000l Sau nửa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 240C và áp suất 765mmHg Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây Coi quá trình bơm diễn ra một cách điều... đầu các bình chứa khí ở cùng nhiệt độ T o và áp suất po Sau đó, người ta hạ nhiệt độ bình 1 xuống T1 = To /2 và nâng nhiệt độ bình 2 lên T2 = 1,5.To , bình 3 lên T3 = 2.To Tính áp suất p của khí lúc sau theo po? Trang 13 C KẾT LUẬN Sau một thời gian nghiên cứu để hoàn thành đề tài, cũng như áp dụng đề tài cho học sinh trường tôi, tôi nhận thấy các em tiếp cận kiến thức khá nhanh, giúp rút ngắn thời... nối với một bơm hút khí Áp suất ban đầu của khí trong bình là 760mmHg Dung tích tối đa mỗi lần bơm hút là Vb = V Hỏi phải bơm hút 20 tối thiểu bao nhiêu lần để áp suất của khí trong bình còn dưới 5mmHg ? Coi nhiệt độ không đổi trong quá trình bơm Giải: - Gọi p1, p2, …pn lần lượt là áp suất khí trong bình sau mỗi lần bơm hút Trong quá trình mỗi lần hút do nhiệt độ không đổi, lượng khí không đổi nên đây... lại trong phòng Giải Lượng không khí trong phòng ở trạng thái ban đầu (đktc) p0 = 76 cmHg ; V0 = 5.8.4 = 160 m3 ; T0 = 273 K Lượng không khí trong phòng ở trạng thái 2: p2 = 78 cmHg ; V2 ; T2 = 283 K Ta có: p0V0 p2V2 pVT 76.160.283 = ⇒ V2 = 0 0 2 = ≈ 161, 60m3 T0 T2 T0 p2 273.78 Thể tích không khí thoát ra khỏi phòng: ∆V = V2 − V0 = 161, 6 − 160 = 1, 6m3 Thể tích không khí thoát ra khỏi phòng tính ở . dạng. Thường thì học sinh làm các bài tập phần này khó khăn về phương pháp, cũng như nhận dạng các loại bài tập. Bởi vậy trong đề tài “ Giúp bồi dưỡng học sinh giỏi phần chất khí này tôi xin mạnh. vậy trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh hàng năm thì đây là mảng kiến thức thường được khai thác. Qua một số năm bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi nhận thấy các bài tập phần chất khí khá hay và cũng. LÝ Đề tài: Giúp bồi dưỡng học sinh giỏi phần Chất Khí Người thực hiện: Nguyễn Văn Cảnh Tổ Vật Lý – CN Trường THPT Lê Quý Đôn Tháng 4/2014 Trang 2 A. ĐẶT VẤN ĐỀ Vật lý là một môn khoa học rất gần