GV Nguyễn Đức Hiệp - Trường THPT Trần Đại Nghĩa 1 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VI. CHẤT KHÍ (Các câu hỏi hoặc bài tập có kí hiệu (*) dùng cho chương trình Vật lí 10 nâng cao) A. Lí thuyết 1) Thế nào là mol, khối lượng mol, thể tích mol? 2) Tại sao, lốp xe đạp để ngoài nắng một thời gian lâu lại căng lên? Giải thích tại sao săm xe đạp còn tốt, sau khi bơm căng, để lâu ngày lại bị xẹp dần? 3) Tại sao chất khí có thể gây áp suất trên thành bình? 4) Các van bảo hiểm trong các nồi sup-de, nồi áp suất có tác dụng gì? 5) Sự khác nhau giữa các thể rắn, lỏng, khí được giải thích như thế nào? 6) Trạng thái của một lượng khí xác định bằng các đại lượng (thông số) nào? 7) Thế nào là nhiệt độ tuyệt đối? 8) Thế nào là đường đẳng nhiệt ? Trong hệ tọa độ (p, V) đường đẳng nhiệt có dạng thế nào? Nhìn vào đồ thị trên hình vẽ, hãy so sánh nhiệt độ T 1 và T 2 . 9) Thế nào là đường đẳng tích? Trong hệ tọa độ (p, T) đường đẳng tích có dạng thế nào và có đặc điểm gì? Nhìn vào đồ thị trên hình vẽ, hãy so sánh thể tích V 1 và V 2 . (hình a). Thế nào là đường đẳng áp? Trong hệ tọa độ (V, T) đường đẳng áp có dạng thế nào và có đặc điểm gì? Nhìn vào đồ thị trên hình vẽ, hãy so sánh áp suất p 1 và p 2 . (hình b) (hình a) (hình b) 10) Các quá trình biến đổi của một lượng khí lí tưởng được diễn tả lần lượt các đồ thị ở hình vẽ là các quá trình gì ? Hãy biểu diễn các quá trình đó trong các hệ toạ độ khác. Hình a Hình b Hình c Hình d Hình e Hình f Hình g Hình h Hình i TỔ VẬT LÍ - Trường THPT Trần Đại Nghĩa 2 11) Nếu cả nhiệt độ và thể tích khối khí lí tưởng tăng gấp đôi, thì áp suất của nó thay đổi thế nào? 12) Trong một quá trình đẳng tích, mật độ chất khí giảm xuống 4 lần và nhiệt độ tăng lên gấp 2 lần. Hỏi khối lượng khí và áp suất trong bình phải thay đổi thế nào? 13) *Viết phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép và nêu ý nghĩa, đơn vị của các đại lượng trong phương trình. Từ đó hãy suy ra các biểu thức của các định luật Bôi-Mariôt, Sac-lơ, Gay Luy-xác? Phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép có gì khác phương trình trạng thái khí lí tưởng? B. Bài tập 1. Một xilanh (chứa 200 cm 3 không khí) có pittông, đặt nằm ngang, diện tích pittông S = 20 cm 2 . Biết áp suất khí quyển bằng 10 5 N/m 2 . a) Khi pittông đứng yên, tìm áp suất không khí trong xilanh. b) Nén pittông một đoạn 1 cm, áp suất trong xilanh tăng hay giảm một lượng bằng bao nhiêu? ĐS : a) 10 5 Pa; b) 0,11.10 5 Pa 2. Một lượng khí ở điều kiện chuẩn có thể tích 2 cm 3 . Thể tích V của lượng khí này bằng bao nhiêu khi nó bị nén đẳng nhiệt tới áp suất 5 atm ? ĐS : 0,4 cm 3 3. Một bọt khí có thể tích tăng gấp đôi khi nổi từ đáy lên mặt hồ nước. Tính độ sâu của hồ nước, cho rằng nhiệt độ của khối nước trong hồ không đổi và áp suất khí quyển p a = 10 5 N/m 2 . ĐS : 10 m 4. Một bình kín chứa một lượng khí ở 27 o C và áp suất 2.10 5 N/m 2 . Đun nóng khí trong bình lên 87 0 C thì lúc đó áp suất của khí là bao nhiêu ? ĐS : 2,4.10 5 Pa 5. Một lượng khí chứa trong xi lanh có thể tích V 1 và áp suất p 1 . Đẩy pittông đủ chậm để nén lượng khí này sao cho thể tích của nó giảm 2 lần và nhiệt độ không đổi. Hỏi khi đó áp suất của lượng khí trong xi lanh tăng, giảm bao nhiêu lần ? ĐS : 2 lần 6. Một bình có dung tích 20 l chứa đầy khí ôxi dưới áp suất 200 at. Nếu xả từ từ lượng khí này ra ngoài đến khi thể tích khí trong bình còn 25% thể tích ban đầu thì áp suất trong bình bằng bao nhiêu ? Coi nhiệt độ khí ôxi không đổi? ĐS : 50 at 7. Một lượng không khí chiếm thể tích 12 l ở 15 o C và áp suất khí quyển bằng 760 mmHg. Người ta nén lượng không khí này vào trong một bình có dung tích 2 l và nung nóng bình tới 200 o C. Hỏi khi đó áp suất p tính bằng mmHg của lượng không khí bằng bao nhiêu ? Bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình chứa khí. ĐS : 7489,17 mmHg 8. Một ống bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3 cm. Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu vòi bơm và ấn pittông từ từ để nén không khí trong ống bơm sao cho nhiệt độ trong ống bơm luôn bằng nhiệt độ bên ngoài. Tính lực tác dụng lên pittông khi thể tích của lượng không khí trong ống bơm giảm tới một phần tư thể tích ban đầu. Áp suất khí quyển bằng p n ≈ 10 5 Pa. ĐS : 212 N 9. Người ta dùng một chiếc bơm tay có ống bơm dài 50 cm và đường kính trong 4 cm để bơm đều đặn không khí vào trong một chiếc săm xe máy. Áp suất trong săm lúc đầu bằng p 0 = 1 atm (áp suất khí quyển). Tính số lần bơm để áp suất khí trong săm xe bằng 4 atm và có thể tích 6,28 l . Coi nhiệt độ của không khí trong săm là không đổi. GV Nguyễn Đức Hiệp - Trường THPT Trần Đại Nghĩa 3 ĐS : 40 10*. Một xilanh chứa 10 kg khí ở áp suất 10 6 N/m 2 . Tìm lượng khí thoát ra khỏi xilanh nếu áp suất giảm một lượng 0,75. 10 6 N/m 2 (giữ nguyên thể tích không đổi). Coi nhiệt độ của khí không đổi. ĐS : 4,285 kg *11. Một cột thủy ngân dài 20 cm nằm giữa một ống thủy tinh dài 1 m (tiết diện ngang không đáng kể), các phần còn lại của ống chứa không khí và ống được hàn kín hai đầu, đặt nằm ngang. Nếu ống đặt thẳng đứng, cột thủy ngân sẽ di chuyển xuống dưới một khoảng x = 5,24 cm. Xác định áp suất của không khí trong ống. ĐS : 750 mmHg *12. Một bình A có thể tích V 1 = 3l chứa khí ở áp suất p 1 = 2 atm và bình B thể tích V 2 = 4 l chứa cùng chất khí đó ở áp suất p 2 = 1 atm. Nhiệt độ ở cả hai bình giống nhau. Nếu mở van nối giữa hai bình thì áp suất trong hai bình sẽ là bao nhiêu ? *13. Một bình chứa 14 g khí nitơ và 10 g khí hiđrô ở nhiệt độ 10 o C và áp suất 10 6 N/m 2 . Tìm: a) Khối lượng mol của hỗn hợp khí. b) Thể tích của bình chứa. ĐS : a) 4,36 g/mol; b) 13 l *15. Một bình thể tích V = 10 l chứa khí lí tưởng ở 0 o C, áp suất khí là p = 1 atm. Sau khi một lượng nhỏ khí thoát ra khỏi bình, áp suất trong bình giảm một lượng ∆p = 0,5 atm (nhiệt độ vẫn không thay đổi). Tìm % khối lượng khí thoát ra khỏi bình. ĐS : 50% *16. Một bình chứa một lượng khí ở 27 o C và áp suất 40 at. Khi cho một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì nhiệt độ của bình hạ xuống tới 12 o C. Hỏi áp suất của lượng khí còn lại trong bình bằng bao nhiêu? ĐS : 19 at *17. Một khí cầu có thể tích V = 2,4.10 4 m 3 chứa khí heli. Các bộ phận khác của khí cầu có khối lượng là m = 17.10 3 kg và có thể tích không đáng kể so với thể tích của khí heli. Lúc đầu không khí có áp suất p 0 và khối lượng riêng ρ 0 = 1,25 kg/m 3 ; khối lượng riêng của heli là ρ = 0,179 kg/m 3 . Giả sử áp suất khí quyển giảm đi 1,25 % khi lên cao 100 m và nhiệt không thay đổi. Tính độ cao tối đa mà khí cầu đạt được. ĐS : 2,727 km *18. Một bình cầu thủy tinh chứa một khối lượng khí ở 15 o C. Hỏi áp suất khí sẽ giảm đi bao nhiêu lần nếu 40% khí thoát ra khỏi bình cầu đồng thời nhiệt độ giảm đến 8 o C. ĐS : 1,7 lần *19. Một bình thép chứa không khí ở điều kiện chuẩn, được đậy kín bằng một nắp đậy khối lượng m = 3,7 kg. Tiết diện của miệng bình là 10 cm 2 . Phải đun nóng không khí trong bình lên đến nhiệt độ nào thì nắp bình bị đẩy lên vừa hở miệng bình và không khí nóng thoát ra ngoài. Biết áp suất khí quyển p 0 = 1 atm. ĐS : 100 0 C *20. Từ đáy các hồ, ao thường có những bọt khí hình cầu trồi lên, càng gần mặt nước càng nở to ra. Hỏi ở độ sâu nào thì thể tích của bọt khí chỉ bằng 9/10 thể tích của nó khi tới mặt nước. Cho biết áp suất không khí p 0 = 760 mmHg, nhiệt độ của nước không đổi theo độ sâu. Khối lượng riêng của thủy ngân là 13,6.10 3 kg/m 3 ; của nước 10 3 kg/m 3 . ĐS :1,15 m . Đức Hiệp - Trường THPT Trần Đại Nghĩa 1 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VI. CHẤT KHÍ (Các câu hỏi hoặc bài tập có kí hiệu (*) dùng cho chương trình Vật lí 10 nâng cao) A. Lí thuyết 1) Thế nào. trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép có gì khác phương trình trạng thái khí lí tưởng? B. Bài tập 1. Một xilanh (chứa 200 cm 3 không khí) có pittông, đặt nằm ngang, diện tích pittông S = 20 cm 2 bơm và ấn pittông từ từ để nén không khí trong ống bơm sao cho nhiệt độ trong ống bơm luôn bằng nhiệt độ bên ngoài. Tính lực tác dụng lên pittông khi thể tích của lượng không khí trong ống bơm