CHẤT KHÍ I. Định luật Bôilơ Mariôt Bài 1. Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 l đến thể tích 4 l thì áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần? Bài 2. Một xilanh chứa 200 cm 3 khí ở áp suất 1,5 Pa. Pittông nén khí trong xilanh còn 150 cm 3 . Tính áp suất của khí trong xilanh lúc đó, coi nhiệt độ khí không đổi. Bài 3. Một lượng khí không đổi, nếu áp suất biến đổi 2.10 5 Pa thì thể tích biến đổi 3l. Nếu áp suất biến đổi 5.10 5 Pa thì thể tích biến đổi 5l. Tính áp suất và thể tích ban đầu. Biết nhiệt độ không đổi Bài 4. Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9l đến thể tích 6l thì thấy áp suất khí tăng lên 1 lượng 50 kPa. Hỏi áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu? Bài 5. Một bọt khí từ đáy hồ sau 5 m nổi lên đến mặt nước. Hỏi thế tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần? Bài 6. Một bình có dung tích 5l chứa 0,5 mol khí ở nhiệt độ 0 0 C. Tính áp suất trong bình? Bài 7. Một quả bóng có dung tích 2,5 l. Người ta bơm không khí ở áp suất 10 5 Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 125 cm 3 không khí. Tính áp suất của không khí trong bóng sau 45 lần bơm. Coi quả bóng trước khi bơm không có không khí và nhiệt độ khí không đổi trong khi bơm. Bài 8. Bơm không khí có áp suất p 1 = 1 atm vào một qủa bóng dung tích không đổi 2,5 l. Mỗi lần bơm đưa được 125 cm 3 không khí vào bóng. Biết rằng trước khi bơm, bóng chứa không khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ trong quá trình bơm là không đổi. Sau 12 lần bơm, áp suất khí bên trong bóng là bao nhiêu? II. Định luật Sáclơ Bài 9. 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? Bài 10. Một bánh xe được bơm vào lúc sáng sớm khi nhiệt độ không khí xung quanh là 7 o C. Hỏi áp suất khí trong ruột bánh xe tăng thêm bao nhiêu phần trăm vào giữa trưa, lúc nhiệt độ lên đến 35 o C. Coi thể tích xăm không thay đổi. Bài 11. Khi đun nóng đẳng tích một lượng khí, nhiệt độ tăng thêm 10 0 C thì áp suất tăng thêm 1/40 áp suất ban đầu. Tính nhiệt độ cuối của khối khí. Bài 12. Thể tích của một lượng khí không đổi, khi ở nhiệt độ 0 0 C thì có áp suất p 0 . Để áp suất tăng gấp 3 lần cần đun nóng khí đến nhiệt độ bao nhiêu? III. Định luật Gay luy xác Bài 13. Một lượng khí ở 27 0 C có thể tích 200 cm 3 , đun nóng đẳng áp lượng khí đến nhiệt độ 37 0 C, tính thể tích của lượng khí khi đó? Bài 14. Tìm nhiệt độ ban đầu của khí nếu khi nung nóng khí thêm 3 0 C thì thể tích của khí tăng thêm 1 % so với thể tích ban đầu. Biết áp suất của khí không đổi. IV. Phương trình trạng thái Bài 15. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm 3 khí hyđro áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 27 0 C.Tính thể tích của lượng khí trên ở áp suất 720 mmHg, nhiệt độ 17 0 C. Bài 16. Một lượng khí đựng trong một xilanh có thể chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là 2 atm, 15lít, 300 K. Khi pittông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít. Tính nhiệt độ của khí khi bị nén. Bài 17. Một bình kín thể tích 0,4 m 3 chứa khí ở nhiệt độ 27 0 C, áp suất1,5 atm. Khi mở nắp, áp suất còn 1 atm, nhiệt độ là 0 0 C. Cho khối lượng riêng của không khí là 1,2 kg /m 3 . Tính thể tích, khối lượng khí thoát ra ngoài; khối lượng khí còn lại trong bình. Bài 18. Một bóng thám không được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10 m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,03 atm, nhiệt độ 200 K. Tính bán kính của bóng khi bơm, biết bóng được bơm khí ở 1 atm, 300 K. V. Phương trình Claperon-Mendeleep. Bài 19. Một bình chứa khí oxi có dung tích 10 lít, áp suất 250 kPa và nhiệt độ 27 0 C, tính khối lượng oxi trong bình? Bài 20. Một bình chứa 4 g khí hyđro có thể tích 20 lít, khi áp suất của khí là 4.10 5 pa thì nhiệt độ của khí là bao nhiêu? Bài 21. Một bình chứa 60 g khí hêli có thể tích 3lít, nhiệt độ 27 0 C, áp suất 2.10 5 pa. Cho 4 g hêli thoát ra khỏi bình, nhiệt độ trong bình là 30 0 C, tính áp suất khí trong bình? Bài 22. Một bình chứa khí ở 27 0 C với áp suất 3 atm. Nếu nửa khối lượng khí thóat ra khỏi bình và bình hạ nhiệt độ xuống 17 0 C thì khí còn lại có áp suất bao nhiêu. VI. Bài toán đồ thị Bài 23. Một lượng khí có áp suất 10 5 pa, nhiệt độ 27 0 C thực hiện biến đổi đẳng tích. a. Tính áp suất của khí khi nhiệt độ tăng thêm 150 0 C. b. Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái của lượng khí trong hệ tọa độ (p,V), (p,T), (V,T) Bài 24. Một lượng khí có thể tích 100 cm 3 , nhiệt độ 27 0 C thực hiện biến đổi đẳng áp tăng nhiệt độ thêm 150 0 C. a. Tính thể tích của khí khi đó? b. Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái của lượng khí trong hệ tọa độ (p,V), (p,T), (V,T) Bài 25. Có 0,4g khí Hidrô ở nhiệt độ 27 o C, áp suất 10 5 Pa, được biến đổi trạng thái qua hai giai đoạn: nén đẳng nhiệt đến áp suất tăng gấp đôi, sau đó cho dãn nở đẳng áp trở về thể tích ban đầu. a. Xác định các thông số (p,V,T) chưa biết của từng trạng thái. b. Vẽ đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ tọa độ (p,V). Bài 26. Một khối khí lý tưởng có thể tích 100 cm 3 , nhiệt độ 177 o C, áp suất 1atm, được biến đổi qua 2 quá trình sau - Từ trạng thái đầu, khối khí được biến đổi đẳng tích sang trạng thái 2 có áp suất tăng gâp 2 lần. - Từ trạng thái 2 biến đổi đẳng nhiệt, thể tích sau cùng là 50cm 3 . a. Tìm các thông số trạng thái chưa biết cüa khối khí. b. Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình biến đổi trong hệ tọa độ (p,V) . VII. Bài toán bình thông nhau Bài 27. Hai bình có thể tích V 1 = 3 l, V 2 = 4 l thông nhau bằng ống nhỏ có khóa. Ban đầu khóa đóng, người ta bơm vào bình 1 khí Hêli có áp suất p 1 = 2 atm, vào bình 2 khí Argon có áp suất p 2 = 1 atm. Nhiệt độ trong hai bình như nhau. Tính áp suất của hỗn hợp khí sau khi mở khóa. Bài 28. Cho 3 bình có thể tích V 1 = V, V 2 = 2V, V 3 = 3 V thông nhau và cách nhiệt đối với nhau. Ban đầu các bình đều chứa khí có cùng nhiệt độ T 0 , áp suất p 0 . Sau đó người ta thay đổi nhiệt độ của các bình , bình 1 là T 1 = T 0 /2, bình 2 là T 2 = 1,5T 0 , bình 3 là T 3 = 2 T 0 . Tính áp suất khí trong các bình theo p 0 . Bài 29. Hai bình cầu chứa hai chất khí khác nhau ở cùng một nhiệt độ được nối thông với nhau bằng một đường ống nhỏ có khóa, áp suất khí trong hai bình là P 1 = 2.10 5 Pa và P 2 = 10 6 Pa. Mở khóa nhẹ nhàng để không khí 2 bình được thông với nhau sao cho nhiệt độ được giữ nguyên. Khi cân bằng áp suất ở cả hai bình là 4.10 5 Pa. Tính tỉ số thể tích của hai bình? . 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? Bài 10. Một bánh xe được bơm vào lúc sáng sớm khi nhiệt độ không. suất của không khí trong bóng sau 45 lần bơm. Coi quả bóng trước khi bơm không có không khí và nhiệt độ khí không đổi trong khi bơm. Bài 8. Bơm không khí có áp suất p 1 = 1 atm vào một qủa. 11. Khi đun nóng đẳng tích một lượng khí, nhiệt độ tăng thêm 10 0 C thì áp suất tăng thêm 1/40 áp suất ban đầu. Tính nhiệt độ cuối của khối khí. Bài 12. Thể tích của một lượng khí không đổi, khi