tổng hợp bài kiểm tra phần nhiệt học

PHẦN NHIỆT HỌC CHƯƠNG V CHẤT KHÍ Khối lượng phân tử - số mol – số Avogadro: µ + Khối lượng phân tử (hay nguyên tử): m = NA Trong đó: + µ khối lượng mol nguyên tử (hay phân tử); + NA = 6,02.1023 mol-1 : gọi số Avogadro Phương trình trạng thái khí lí tưởng: (còn gọi phương trình Clapeyron) p1V1 p V2 pV = = const hay T1 T2 T Hệ quả: trạng thái lượng khí, ta có: pV = nRT (1) atm.lit at.lit Trong đó: n số mol, R = 0,082 = 0,084 mol.K mol.K Biểu thức (1) gọi phương trình Clapeyron – Mendeleev BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Khí nén đẳng nhiệt từ thể tích lít đến thể tích lít, áp suất tăng thêm 0,75atm Tính áp suất ban đầu khí Hướng dẫn: Trạng thái 1: V1 = 8l; p1 Trạng thái 2: V2 = 5l; p2 = p1 + 0,75 Theo định luật Boyle – Mariotte: p1V1 = p2V2 => 8p1 = 5(p1 + 0,75) => p1 = 1,25atm Bài 2: Một lượng khí 18oC tích 1m3 áp suất 1atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 3,5atm Tích thể tích khí bị nén Trạng thái 1: V1 = 1m3; p1 = 1atm Trạng thái 2: V2 ; p2 = 3,5atm => ∆V = ? Theo định luật Boyle – Mariotte: p1V1 = p2V2 => 1.1 = 3,5V2 => V2 = 1:3,5 ≈ 0,285m3 Thể tích khí bị nén: ∆V = V1 – V2 = 0,715m3= 715dm3 = 715lít Bài 3: Người ta điều chế khí hidro chứa vào bình lớn áp suất 1atm nhiệt độ 20 oC Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ tích 20lít áp suất 25atm Coi trình đẳng nhiệt Hướng dẫn: Trạng thái 1: V1 =?; p1 = 1atm; Trạng thái 2: V2 = 20l; p2 = 25atm Vì trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái khí (1) (2): p 1V1 = p2V2 => 1.V1 = 25.20 => V1 = 500lít Vậy thể tích khí cần lấy bình lớn 500lít Bài 4: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro điều kiện chuẩn (p o=1atm To= 273oC) đến áp suất 2atm Tìm thể tích lượng khí sau biến đổi m +Thể tích khí hidro điều kiện tiêu chuẩn: Vo = n.22,4 = 22,4 = 33,6 (lít) µ Trạng thái đầu: po = 1atm; Vo = 33,6 lít; Trạng thái sau: p = 2atm; V = ? Vì trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái trên: pV = poVo 2.V = 1.33,6 => V= 16,8lít Lưu ý: ta áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleev: m pV = nRT = RT => 2.V = 1,5.0,082.273 => V ≈ 16,8lít µ Một số lưu ý giải tập trình đẳng nhiệt: + Công thức tính áp suất: p = F , với F áp lực tác dụng vuông góc lên diện tích S; S + Áp suất chất lỏng điểm M nằm độ sâu h lòng chất lỏng: p M = po + ph, với po áp suất khí mặt thoáng ph áp suất cột chất lỏng đơn vị áp suất thường xác định đơn vị N/m 2, Pa mmHg Lưu ý: Đơn vị áp suất tính atmôtphe - Atmôtphe kĩ thuật (at): 1at = 1,013.10 5N/m2 - Atmôtphe vật lí (atm): 1atm = 9,81.10 4N/m2; - 1Pa = 1N/m2; + Đối với cột thuỷ ngân, chiều cao h cột áp suất nó; + Với chất lỏng khác: ph = ρgh, ρ khối lượng riêng cột chất lỏng Bài 5: a Cột nước có chiều cao h Tính áp suất thuỷ tĩnh nó, cho biết khối lượng riêng nước 10 3kg/m3 thuỷ ngân 13,6.103 kg/m3 b Một bọt khí từ đáy hồ lên mặt nước thể tích tăng lên 1,5lần Tính độ sâu hồ, cho biết nhiệt độ đáy hồ mặt hồ áp suất khí po = 770mmHg Hướng dẫn: Tìm pn = ? Ta có áp suất thuỷ tĩnh cột thuỷ ngân: m g ρ Vg ρ Hg Shg F - pHg = = Hg = Hg = = ρ Hg hg S S S S m H2O g ρ H2O Vg ρ H2OShg F - p H 2O = = = = = ρ H 2O hg S S S S p H 2O ρ H O = Ta suy ra: p Hg ρ Hg => p H 2O = ρ H 2O ρ Hg pHg với ρ H 2O ρ Hg = pHg = h 13,6 h kết cần tìm 13,6 Bài 6: Một bóng đèn điện chứa khí trơ nhiệt độ t = 27oC áp suất p1, bóng đèn sáng, nhiệt độ khí bóng t2 = 150oC có áp suất p2 = 1atm Tính áp suất ban đầu p1 khí bóng đèn chưa sáng Hướng dẫn: Trạng thái 1: T1 = 300K; p1 = ? Trạng thái 2: T2 = 423K; p2 = 1atm Vì trình đẳng tích nên ta áp dụng định luật Charles cho hai trạng thái (1) (2): p1T2 = p2T1 => 423p1 = 300.1 => p1 = 0,71atm Thay vào ta p H 2O = Bài 7: Khi đun đẳng tích khối lượng khí tăng thêm oC áp suất tăng thêm độ ban đầu khối lượng khí Hướng dẫn: Trạng thái 1: T1= ?; Trạng thái 2: T2 = T1 + 2; p1; p2 = p1 + 1 p1 = p1(1 + ) 180 180 áp suất ban đầu Tính nhiệt 180 Vì trình đẳng tích nên ta áp dụng định luật Charles cho hai trạng thái khí (1) (2): p1T2 = p2T1 => p1(T1 + 2) = p1(1 + )T1 180 Giải ta T1 = 360K hay t1 = 87oC, giá trị cần tìm Bài 8: Nếu nhiệt độ khí trơ bóng đèn tăng từ nhiệt độ t = 15oC đến nhiệt độ t2 = 300oC áp suất trơ tăng lên lần? Hướng dẫn: Trạng thái 1: T1= 288K; p1; Trạng thái 2: T2 = 573; p2 = kp1 Vì trình đẳng tích, nên ta áp dụng định luật Charles cho hai trạng thái khí (1) (2): 573 191 = p1T2 = p2T1 => 573p1 = 288.kp1 => k = ≈ 1,99 288 96 Vậy áp suất sau biến đổi gấp 1,99 lần áp suất ban đầu Bài 9: Một khối khí đem giãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t = 32oC đến nhiệt độ t2 = 117oC, thể tích khối khí tăng thêm 1,7lít Tìm tích khối khí trước sau giãn nở Hướng dẫn: Trạng thái 1: T1 = 305K; V1 Trạng thái 2: T2 = 390K V2 = V1 + 1,7 (lít) => V1, V2 =? Vì trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac cho hai trạng thái (1) (2): V1T2 = V2T1 => 390V1 = 305(V1 + 1,7) => V1 = 6,1lít Vậy + thể tích lượng khí trước biến đổi V1 = 6,1 lít; + thể tích lượng khí sau biến đổi V2 = V1 + 1,7 = 7,8lít Bài 10: Có 24 gam khí chiếm thể tích 3lít nhiệt độ 27 oC, sau đun nóng đẳng áp, khối lượng riêng khối khí 2g/l Tính nhiệt độ khí sau nung Hướng dẫn: Trạng thái 1: V1 = 3lít; T1 = 273 + 27oC = 300K; m Trạng thái 2: V2 = = 12lít; T2 = ? ρ2 Vì trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac cho hai trạng thái (1) (2): V1T2 = V2T1 => 3T2 = 12.300 => T2 = 1200K Vậy nhiệt độ sau biến đổi lượng khí t2 = T2 – 273 = 927oC Bài 11: Một chất khí có khối lượng gam nhiệt độ 27 oC áp suất 0,5at tích 1,8lít Hỏi khí khí gì? Hướng dẫn: Ta áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleev: pV = nRT 0,5.1,8 = n.0,084.300 => n = mol 28 m m Mặt khác: n = => µ = = 28g µ n khí khí nitơ Bài 12:Cho 10g khí oxi áp suất 3at, nhiệt độ 10oC, người ta đun nóng đẳng áp khối khí đến 10 lít Tính thể tích khối khí trước đun nóng; Tính nhiệt độ khối khí sau đun nóng Hướng dẫn: Tìm thể tích khối khí trước đun nóng Ta áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleev: m 10 p1V1 = RT1 => 3V1 = 0,084.283 => V1 ≈ 2,48 (lít) µ 32 Tính nhiệt độ T2 khối khí sau đun nóng Trạng thái 1: p1 = 3at; V1 = 2,48lít; T1 = 283K Trạng thái 2: p2 = p1 ; V2 = 10lít; T2 =? Vì trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac: V1T2 = V2T1 => 2,48T2 = 10.283 => T2 = 1141K => t2 = 868oC Bài 13: Có 40 g khí ôxi, thể tích lít, áp suất 10at Tính nhiệt độ khối khí Cho khối khí giãn nở đẳng áp đến thể tích V2 = 4lít, tính nhiệt độ khối khí sau dãn nở Hướng dẫn: Tìm T1 Ta áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleev: m 40 p1V1 = RT1 => 3.10 = 0,084.T1 => T1 ≈ 285,7K => t1 = 12,7oC µ 32 Tính nhiệt độ T2 khối khí sau đun nóng Trạng thái 1: p1 = 10at; V1 = 3lít; T1 = 285,7K Trạng thái 2: p2 = p1 ; V2 = 4lít; T2 =? Vì trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac: V1T2 = V2T1 => 3T2 = 4.285,7 => T2 ≈ 381K => t2 = 108oC Bài 14: Một bình chứa khí nén 27oC áp suất 4at Áp suất thay đổi khối lượng khí bình thoát nhiệt độ giảm xuống 12oC Hướng dẫn: Ta áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleev: p1V = n1RT1; p2V = n2RT2 n2 Từ ta suy ra: p2T1 = pT n1 1 3 Vì khối lượng khí thoát => m2 = m1 - m1 = m1 => n2 = n1 4 4 Thay vào ta được: 300p2 = 4.285 = 2,85at Bài 15: Dưới áp suất 104N/m2 lượng khí tích 10 lít Tính thể tích khí áp suất 5.10 4N/m2 Cho biết nhiệt độ hai trạng thái Hướng dẫn: Trạng thái 1: p1 = 104N/m2; V1 = 10lít; Trạng thái 2: p2 = 5.104N/m; V2 = ? Vì trình biến đổi trạng thái trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái (1) (2) p2V2 = p1V1 => 5.104V2 = 104 10 => V2 = 2lít Bài 16: Một bình có dung tích 10 lít chứa chất khí áp suất 20at Cho thể tích chất khí ta mở nút bình Coi nhiệt độ khí không đổi áp suất khí 1at Hướng dẫn: Trạng thái 1: p1 = 20at; V1 = 10 lít Trạng thái 2: p2 = 1at; V2 = ? Vì trình đẳng nhiệt nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái (1) (2): p2V2 = p1V1 => 1.V2 = 20.10 => V2 = 200lít Bài 17: Tính áp suất lượng khí hidro 30 oC, biết áp suất lượng khí oC 700mmHg Biết thể tích lượng khí giữ không đổi Hướng dẫn: Trạng thái 1: p1 = 700mmHg; T1 = 273K Trạng thái 2: p2 = ? T2 = 303K Vì trình đẳng tích nên ta định luật Charles cho hai trạng thái (1) (2): p2T1 = p1T2 => 273p2 = 700.303 => p2 ≈ 777mmHg Bài 18: Một bình có dung tích 10lít chứa chất khí áp suất 30atm Coi nhiệt độ khí không đổi Tính thể tích chất khí mở nút bình, biết áp suất khí 1,2atm Hướng dẫn: Trạng thái 1: p1 = 30atm; V1 = 10lít Trạng thái 2: p2 = 1,2atm; V2 = ? Vì trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái (1) (2) p2V2 = p1V1 1,2V2 = 30.10 => V2 = 250lít Bài 19: Tìm hệ thức liên hệ khối lượng riêng áp suất chất khí trình đẳng nhiệt: Hướng dẫn: Vì trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái (1) (2) m m p2V2 = p1V1 với V1 = V2 = ρ1 ρ2 m m p1 p = thay vào ta được: p2 = p1 hay ρ1 ρ ρ2 ρ1 Bài 20: Bơm không khí có áp suất p1=1atm vào bóng có dung tích bóng không đổi V=2,5l Mỗi lần bơm ta đưa 125cm3 không khí vào bóng Biết trước bơm bóng chứa không khí áp suất 1atm nhiệt độ không đổi Tính áp suất bên bóng sau 12 lần bơm Hướng dẫn: Nhận xét: ban đầu áp suất không khí bóng áp suất khí bơm vào Trạng thái 1: p1 = 1atm; V1 = V2 + 12.0,125(l) = lít Trạng thái 2: p2 = ? V2 =2,5(l) Vì trình đẳng nhiệt nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái (1) (2) p2V2 = p1V1 2,5p2 = 4.1 => 1,6atm NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG Nội năng: nội vật dạng lượng bao gồm động phân tử (do phân tử chuyển động nhiệt) phân tử (do phân tử tương tác với nhau) U = Wđpt + Wtpt Động phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ: Wđpt ∈ T Thế phân tử phụ thuộc thể tích: Wtpt ∈ V => nội phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích: U = f(T;V) * Độ biến thiên nội năng: ∆U = U2 – U1 + Nếu U2 > U1 => ∆U > 0: Nội tăng + Nếu U2 < U1 => ∆U < 0: Nội tăng Các cách làm biến đổi nội năng: a Thực công: + Ngoại lực (masat) thực công để thực trình chuyển hoá lượng từ nội sang dạng lượng khác: thành nội năng; + trình làm thay đổi thể tích (khí) làm cho nội thay đổi b Quá trình truyền nhiệt: Là trình làm biến đổi nội không thông qua thực công c Nhiệt lượng: Là phần nội biến đổi trình truyền nhiệt Q = ∆U d Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay toả trình truyền nhiệt: Q = mc∆t BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 21: Một bình nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước nhiệt độ 20 oC Người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,2kg đun nóng tới nhiệt độ 75oC Xác định nhiệt độ nước bắt đầu có cân nhiệt Cho biết nhiệt dung riêng nhôm 920J/kgK; nhiệt dung riêng nước 4180J/kgK; nhiệt dung riêng sắt 460J/kgK Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh Hướng dẫn: Gọi t nhiệt độ lúc cân nhiệt Nhiệt lượng sắt toả cân bằng: Q1 = mscs(75 – t) = 92(75 – t) (J) Nhiệt lượng nhôm nước thu cân nhiệt: Q2 = mnhcnh(t – 20) = 460(t – 20) (J) Q3 = mncn(t – 20) = 493,24(t – 20) (J) Áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả = Qthu 92(75 – t) = 460(t – 20) + 493,24(t – 20) 92(75 – t) = 953,24(t – 20) Giải ta t ≈ 24,8oC Bài 22: Một nhiệt lượng kế đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước nhiệt độ 8,4 oC Người ta thả mọt miếng kim loại có khối lượng 192g đun nóng tới nhiệt độ 100 oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng miếng kim loại, biết nhiệt độ có cân nhiệt 21,5oC Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh biết nhiệt dung riêng đồng thau 128J/kgK nước 4180J/kgK Hướng dẫn: Nhiệt lượng toả miếng kim loại cân nhiệt là: Q1 = mkck(100 – 21,5) = 15,072ck (J) Nhiệt lượng thu vào đồng thau nước cân nhiệt là: Q2 = mđcđ(21,5 – 8,4) = 214,6304 (J) Q3 = mncn(21,5 – 8,4) =11499,18 (J) Áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả = Qthu 15,072ck = 214,6304 + 11499,18 Giải ta ck = 777,2J/kgK §29.QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT.ĐỊNH LUẬT BÔI LƠ –MA RI ỐT I KIẾN THỨC: phát biểu định luật Bôi-Lơ _ Ma-Ri-ốt Trong trình đẳng nhiệt lượng khí định,áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích Biểu thức : p: V hay pV = số Trong : p áp suất (mmHg,bar,atm,Pa,N/m2 ) V thể tích (Lít = dm3,m3, em3,mm3 ) Ví dụ : 1atm = 1bar = 760mmHg = 105Pa = 105N/m2 1m3 = 103dm3 = 103lít = 106em3 = 109mm3 * ý : Nếu gọi p1 , V1 áp suất thể tích lượng khí trạng thái p2 , V2 áp suất thể tích lượng khí trạng thái Thì theo định luật Bôi-Lơ _ Ma-Ri-ốt ta có : p1V1 = p2V2 ⇒ V1 = PV 2 P1 VÍ DỤ : Một lượng khí tích 10lít áp suất 1atm.Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 4atm.Tính thể tích khí nén.Coi nhiệt độ không đổi HƯỚNG DẪN: trạng thái : P1 = 1atm, V1 = 10lít trạng thái : P2 = 4atm, V2 = ? Ap dụng định luật Bôilơ –Mariốt: P1V1 = P2V2 Suy : V = P1V1/P2 =1.10/4 = 2,5 lít II.BI TẬP: Một xilanh chứa 200cm3 khí áp suất 2.105Pa Pittông nén khí xilanh xuống 100cm3.Tính áp suất khí xilanh lúc Coi nhiệt độ không đổi ĐS : 4.105Pa Một khối khí tích 50 lít, áp suất 105Pa Nén khối khí với nhiệt độ không đổi cho áp suất tăng lên 2.105Pa thể tích khối khí là: ĐS 25 lít Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích lít áp suất khí tăng lần? ĐS:Tăng 2,5 lần 4.Dưới áp suất 10000N/m lượng khí tích 10 lít Thể tích lượng khí áp suất 50000N/m bao nhiu ? ĐS: lít Một xilanh chứa 150cm3 khí áp suất 2.105 Pa Pit-tông nén khí xilanh xuống 100cm3 Tính áp suất khí xi-lanh lúc này, coi nhiệt độ không đổi ĐS:3.105 Pa 6.Một bình có dung tích 10 lít chứa chất khí áp suất 30atm.Coi nhịet độ khí không đổi vá áp suất khí atm Nếu mở nút bình thể tích chất khí bao nhiu ? ĐS :300lít 7.Khí nén đẳng nhiệt từ thể tích 20 lít đến thể tích 15 lít,áp suất khí tăng thêm 0,6at.Tìm p suất ban đầu khí? ĐS:1,8 at( p2 = p1 + 0,6 ) Dưới áp suất 10 Pa lượng khí tích 2,5lít Ở áp suất 1,25.10 Pa, lượng khí tích bao nhiu ? ĐS : 2lít Một khối khí nhốt xilanh pittông áp suất 1,5.10 Pa Nén pittông để thể tích 1/3thể tích ban đầu( nén đẳng nhiệt) Ap suất khối khí bình lúc bao nhiu ? ĐS : 45.10 Pa ( V2 = V1 ) 10.Một khối khí cĩ thể tích 10 lít p suất 10 Pa Hỏi p suất giảm cịn 1/3 lần p suất ban đầu thể tích lượng khí ?(biết nhiệt độ không đổi) ĐS :30 lít ( p2 = p1 ) 11.Bơm không khí có áp suất p =1at vào bóng có dung tích bóng không đổi V=2.5 lít Mỗi lần bơm ta đưa 125cm không khí vào bóng đó.Biết trước bơm bóng chứa không khí áp suất 1at nhiệt độ khơng đổi.Sau bơm 12 lần,áp suất bên bóng bao nhiu ? HƯỚNG DẪN: Ở trẠng thi 1: p =1at ; V1 = 12.125cm = 12.125.10-3 dm3(lít) trạng thi : V2 = 2.5 lít ; p2 = ? Ap dụng định luật Bôilơ –Mariốt: P1V1 = P2V2 Suy : p = p1V1/V2 = 0,6atm Vậy p suất bn bĩng l : + 0,6 = 1,6 atm 12.Một lượng khí tích 10lít áp suất 1atm.Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 4atm.Tính thể tích khí nén.Coi nhiệt độ không đổi ĐS: 2,5 lít 13.Dưới áp suất 10 Pa lượng khí tích 10lít.Tính thể tích lượng khí áp suất 5.105 Pa,coi nhiệt độ không đổi ĐS :2 lít 14.Khí nén đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến lít, áp suất khí đạt từ p1 đến 0,75atm Tính p1? ĐS:0,45atm 15.Một lượng khí tích lít, áp suất 1,5P0 atm Được nén đẳng nhiệt lúc thể tích lít áp suất khí tăng thêm 0,75 atm Áp suất ban đầu khí bao nhiêu? ĐS: 1atm 16.Khí nén đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến lít, áp suất khí tăng thêm 0,75atm Tính áp suất ban đấu khí? ĐS:1,125atm §30.QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH.ĐỊNH LUẬT SÁC LƠ VÍ DỤ : Khí bình kín có nhiệt độ350K áp suất 40atm.Tính nhiệt độ khí áp suất tăng lên 1,2lần Biết thể tích không đổi.(1điểm) HƯỚNG DẪN: trạng thái : P1 = 40atm, T1 = 350K trạng thái : P2 = 1,2P1 , T2 = ? áp dụng định luật Sáclơ : P1/T1 = P2/T2 Suy : T2 = P2T1/P1 = 1,2T1 = 420K II.BI TẬP: 1.Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 270C áp suất 0,6atm(dung tích bóng đèn không đổi) Khi đèn cháy sáng, áp suất đèn 1atm không làm vỡ bóng đèn, lúc nhiệt độ khí đèn nhận giá trị sau ĐS :2270C 2.Một bnh xe máy bơm căng không khí nhiệt độ 20 oC áp suất 2atm Khi để nắng nhiệt độ 42oC, áp suất khí bnh bao nhiêu? Coi thể tích không đổi.ĐS: 2,15 atm 3.Biết áp suất lượng khí hydro 0 c la 700mmHg.Nếu thể tích khí giử không đổi áp suất lượng 30 c bao nhiêu? ĐS : 777mmHg Một bình nạp khí nhiệt độ 33 0C áp suất 3.105Pa Sau bình chuyển đến nơi có nhiệt độ 37 0C áp suất bình bao nhiêu? ĐS:3,039215.105 Pa Tính áp suất lượng khí 30 0C, biết áp suất 0C 1,2.105 Pa thể tích khí không đổi ĐS: 1,33.105 Pa Một bình chứa lượng khí nhiệt độ 30o C áp suất 1,32.105 Pa,để áp suất tăng gấp đôi ta phải tăng nhiệt độ bao nhiêu? ĐS: 606 K Một khối khí nhốt bình kín tích không đổi áp suất 10 Pa v nhiệt độ 300 K Nếu tăng nhiệt độ khối khí đến 450 K áp suất khối khí bao nhiêu? ĐS: 1,5.105 Pa Một bình chứa khí 300K áp suất 2.10 5Pa, tăng nhiệt độ lên gấp đôi áp suất bình bao nhiêu? ĐS : 4.10 Pa 9 Một lượng khí có áp suất lớn chứa bình tích không đối Nếu có 50% khối lượng khí khỏi bình nhiệt độ tuyệt đối bình tăng thêm 50% áp suất khí bình thay đổi nào? HƯỚNG DẪN: trạng thi : p1 = 0,5p ; T1 trạng thi : p2 ; T2 = T1 + 0,5T1 = 1,5T1 áp dụng định luật Sáclơ : P1/T1 = P2/T2 Suy : P2 = P1T2/T1 = 0,75P 10.Khí bình kín có nhiệt độ ? Nếu nung nóng lên thêm 70K áp suất tăng lên 1,2 lần Biết thể tích không đổi ĐS : 350K ( p2 = 1,2p1 ;T2 = T1 + 70 ) 11.Khí bình kín có nhiệt độ ? Nếu nung nóng lên tới 420K áp suất tăng lên 1,5 lần Biết thể tích không đổi ĐS: 280K 12.Một bình chứa khí nhiệt độ 27 0C áp suất 40atm Tính nhiệt độ chất khí áp suất tăng thêm 10atm Biết thể tích không đổi ĐS : 375K ( P2 = P1 +10 ) 13.Một bình chứa khí nhiệt độ 27 0C áp suất 40atm Tính nhiệt độ chất khí áp suất giảm 10% Biết thể tích không đổi ĐS :270K 14.Một bình chứa khí nhiệt độ 27 0C áp suất 4atm Tính nhiệt độ chất khí áp suất tăng lên gấp đôi.Biết thể tích không đổi ĐS :600k 15.Khi nung nóng đẳng tích khối khí thêm 1K áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất ban đầu Tính nhiệt độ đầu khí ĐS : 360K ( p2 = p1 + 1/360 p1 ; T2 = T1 +1 ) 16.Khi nung nóng đẳng tích khối khí thêm 30K áp suất khí tăng thêm 1/60 áp suất ban đầu Tính nhiệt độ đầu khí ĐS :1800K 17.Một bình khí nhiệt độ 270C có áp suất 20kPa Giữ nguyên thể tích tăng áp suất đến 30kPa nhiệt độ bao nhiêu? ĐS: 450K 18 Một bình nạp khí nhiệt độ 33 0C áp suất 300 (kPa) Sau bình chuyển đến nơi có nhiệt độ 370C áp suất bình bao nhiêu? ĐS:303,92 kPa §31.PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG Câu : Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế 40 cm khí hidrô áp suất 750 mmHg nhiệt độ 270C tính thể tích lượng khí điều kiện chuẩn ( áp suất 760 mmHg nhiệt độ 00C ) ĐS : 36 cm3 10 cu 2: Cho lượng khí H2 không đổi trạng thái ban đầu có thông số sau: 40cm 3, 750 mmHg vànhiệt độ 270C.Nếu sang trạng thái khác áp suất tăng thêm 10mmHg nhiệt độ giảm 00C thể tích ứng với trạng thái bao nhiêu? ĐS : 35.9 cm3 Câu 3: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế 20 cm Khí hydro áp suất 750 mmHg nhiệt độ 27oC Hỏi thể tích lượng khí áp suất 720 mmHg nhiệt độ 17oC bao nhiêu? ĐS : 20,13 cm3 Câu 4: Ở nhiệt độ 20 0C thể tích lượng khí 30 lít Tính thể tích lượng khí nhiệt độ 400C Biết p suất không đổi ĐS :10,9 L Bài 5: Một lượng khí đựng xilanh có pit-tông chuyển động Các thông số trạng thái lượng khí là: 2atm, 15 lít, 300K Khi pit-tông nén khí, áp suất khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm 12 lít Xác định nhiệt độ ( K ) khí nén ĐS : 420 K Câu 6: Một khối lượng khí lí tưởng xác định bởi(p,V,T) Biết lúc đầu trạng thái khối khí (6 atm; 4lít; 270K), sau chuyển đến trạng thái thứ hai (p atm; 3lit2;270K) Hỏi p cĩ giá trị bao nhiêu? ĐS : atm Câu 7: Trong xi lanh động có chứa lượng khí nhiệt độ 40 0C áp suất 0,6 atm a.Sau bị nén, thể tích khí giảm lần áp suất tăng lên đến atm Tính nhiệt độ khí cuối trình nén b.Người ta tăng nhiệt độ khí lên đến 250 0C giữ cố định pittông áp suất khí ? ĐS : a 652 K b atm Câu 8:ở nhiệt độ 273 cthể tích lượng khí 10 lít Thể tích lượng khí 546 c áp suất khí không đổi bao nhiêu? ĐS : 15 lít Câu bình kín tích 10 (l) nhiệt độ 27 0C, nung nóng bình đến nhiệt độ 300C Để cho áp suất lượng khí bình không đổi thể tích bình phải bao nhiêu? ĐS : 10,1 (l) câu 10:chất khí xilanh động nhiệt có áp suất 0,8atm nhiệt độ 500C.Sau bị nén thể tích khí giảm lần áp suất tăng lên tới 7atm.Tính nhiệt độ khí cuối qua trình nén? ĐS: T2 =565k §32.NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 5.Ví dụ : ấm nhôm có khối lượng 250g đựng 1,5kg nước nhiệt độ 25 0C Tìm nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước ấm(100 0C ).Biết nhiệt dung riêng nhôm nước cAl = 920J/kgK cn = 4190J/kgK HƯỚNG DẪN Gọi t1 nhiệt độ ban đầu ấm nhôm nước(t1 = 250C) 11 t2 nhiệt độ lúc sau ấm nhôm nước (t2 = 1000C ) nhiệt lượng ấm nhôm thu vào : Q1 = m1cAl (t2 – t1 ) = 0,25.920.(100-25) = 17250J Nhiệt lượng nước thu vào(nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước) : Q2 = m2cn(t2 – t1 ) = 1,5.4190.(100-25) = 471375J Nhiệt lượng ấm nước thu vào : Q = Q1 + Q2 = 17250 + 471375 = 488626J II.BÀI TẬP : 1.Một ấm nước nhôm có khối lượng 250g,chứa kg nước đun bếp.Khi nhận nhiệt lượng 516600J ấm đạt đến nhiệt độ 800C Hỏi nhiệt độ ban đầu ấm bao nhiêu?biết nhiệt dung riêng nhôm nước c Al = 920J/kgK cn = 4190J/kgK HƯỚNG DẪN Gọi t1 nhiệt độ ban đầu ấm nhôm nước(t1 = ?) t2 nhiệt độ lúc sau ấm nhôm nước (t2 = 800C ) nhiệt lượng ấm nhôm thu vào : Q1 = m1cAl (t2 – t1 ) = 0,25.920.(80-t1) Nhiệt lượng nước thu vào : Q2 = m2cn(t2 – t1 ) = 2.4190.(80-t1) Nhiệt lượng ấm nước thu vào(nhiệt lượng cần cung cấp để ấm đạt đến 80 0C) : Q = Q1 + Q2 = 516600 516600 = 0,25.920.(80-t1) + 0,25.920.(80-t1)  t1 = 200C BÀI TẬP CHÂT KHÍ Bài 25: Khí nén đẳng nhiệt từ thể tích lít đến thể tích lít, áp suất tăng thêm 0,75 atm Tính áp suất ban đầu khí Bài 26: Một lượng khí 18°C tích m³ áp suất atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 3,5 atm Tích thể tích khí bị nén Bài 27: Người ta điều chế khí hidro chứa vào bình lớn áp suất atm nhiệt độ 20°C Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ tích 20 lít áp suất 25 atm Coi trình đẳng nhiệt Bài 28: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro điều kiện chuẩn (p o = atm To = 273K) đến áp suất atm Tìm thể tích lượng khí sau biến đổi Bài 29: Một bóng đèn điện chứa khí trơ nhiệt độ t = 27°C áp suất p1, bóng đèn sáng, nhiệt độ khí bóng t = 150°C có áp suất p2 = atm Tính áp suất ban đầu p1 khí trơ bóng đèn chưa sáng Bài 30: Khi đun đẳng tích khối lượng khí tăng thêm 2°C áp suất tăng thêm lượng 1/180 áp suất ban đầu Tính nhiệt độ ban đầu khối lượng khí Bài 31: Nếu nhiệt độ khí trơ bóng đèn tăng từ nhiệt độ t = 15°C đến nhiệt độ t2 = 300°C áp suất trơ tăng lên lần? Bài 32: Một khối khí đem dãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t = 32°C đến nhiệt độ t2 = 117°C, thể tích khối khí tăng thêm 1,7 lít Tìm tích khối khí trước sau giãn nở Bài 33: Có 24 gam khí chiếm thể tích lít nhiệt độ 27°C, sau đun nóng đẳng áp, khối lượng riêng khối khí g/l Tính nhiệt độ khí sau nung Bài 34: Một chất khí có khối lượng gam nhiệt độ 27°C áp suất 0,5.10 Pa tích 1,8 lít Hỏi khí khí gì? 12 Bài 35: Cho 10g khí oxi áp suất at, nhiệt độ 10°C, đun nóng đẳng áp đến đạt 10 lít Tính thể tích khối khí trước đun nóng nhiệt độ khối khí sau đun nóng Bài 36: Có 40 g khí ôxi, thể tích lít, áp suất 10 at Tính nhiệt độ khối khí Cho khối khí dãn nở đẳng áp đến thể tích lít, tính nhiệt độ khối khí sau dãn nở Bài 37: Một bình chứa khí nén 27°C áp suất at Áp suất thay đổi 25% khối lượng khí bình thoát nhiệt độ khí giảm xuống 12°C Bài 38: Dưới áp suất 104 N/m² lượng khí tích 10 lít Tính thể tích khí áp suất 5.104 N/m² Cho biết nhiệt độ hai trạng thái Bài 39: Một bình có dung tích 10 lít chứa chất khí áp suất 20 at Cho thể tích chất khí ta mở nút bình Coi nhiệt độ khí không đổi áp suất khí at Bài 40: Tính áp suất lượng khí hidro 30°C, biết áp suất khí 0°C 700 mmHg Thể tích lượng khí giữ không đổi Bài 41: Bơm không khí có áp suất p1 = atm vào bóng có dung tích bóng không đổi V = 2,5l Mỗi lần bơm ta đưa 125 cm³ không khí vào bóng Biết trước bơm bóng chứa không khí áp suất atm nhiệt độ trình bơm không đổi Tính áp suất khí bên bóng sau 12 lần bơm Bài 42: Một lượng khí ban đầu 0°C có áp suất p o Cần đun nóng đẳng tích chất khí lên độ để áp suất khí tăng lên lần 13 [...]... Tính nhiệt độ ban đầu của khối lượng khí Bài 31: Nếu nhiệt độ khí trơ trong bóng đèn tăng từ nhiệt độ t 1 = 15°C đến nhiệt độ t2 = 300°C thì áp suất khi trơ tăng lên bao nhiêu lần? Bài 32: Một khối khí đem dãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t 1 = 32°C đến nhiệt độ t2 = 117°C, thể tích khối khí tăng thêm 1,7 lít Tìm thế tích khối khí trước và sau khi giãn nở Bài 33: Có 24 gam khí chiếm thể tích 3 lít ở nhiệt. .. g/l Tính nhiệt độ của khí sau khi nung Bài 34: Một chất khí có khối lượng 1 gam ở nhiệt độ 27°C và áp suất 0,5.10 5 Pa và có thể tích 1,8 lít Hỏi khí đó là khí gì? 12 Bài 35: Cho 10g khí oxi ở áp suất 3 at, nhiệt độ 10°C, đun nóng đẳng áp đến khi đạt 10 lít Tính thể tích khối khí trước khi đun nóng và nhiệt độ khối khí sau khi đun nóng Bài 36: Có 40 g khí ôxi, thể tích 3 lít, áp suất 10 at Tính nhiệt. .. 0,25.920.(80-t1)  t1 = 200C BÀI TẬP CHÂT KHÍ Bài 25: Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 8 lít đến thể tích 5 lít, áp suất tăng thêm 0,75 atm Tính áp suất ban đầu của khí Bài 26: Một lượng khí ở 18°C có thể tích 1 m³ và áp suất 1 atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 3,5 atm Tích thể tích khí bị nén Bài 27: Người ta điều chế khí hidro và chứa vào một bình lớn dưới áp suất 1 atm ở nhiệt độ 20°C Tính thể... đẳng nhiệt Bài 28: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro ở điều kiện chuẩn (p o = 1 atm và To = 273K) đến áp suất 2 atm Tìm thể tích của lượng khí đó sau khi biến đổi Bài 29: Một bóng đèn điện chứa khí trơ ở nhiệt độ t 1 = 27°C và áp suất p1, khi bóng đèn sáng, nhiệt độ của khí trong bóng là t 2 = 150°C và có áp suất p2 = 1 atm Tính áp suất ban đầu p1 của khí trơ trong bóng đèn khi chưa sáng Bài. .. 1,5kg nước ở nhiệt độ 25 0C Tìm nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước trong ấm(100 0C ).Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là cAl = 920J/kgK và cn = 4190J/kgK HƯỚNG DẪN Gọi t1 là nhiệt độ ban đầu của ấm nhôm và nước(t1 = 250C) 11 t2 là nhiệt độ lúc sau của ấm nhôm và nước (t2 = 1000C ) nhiệt lượng của ấm nhôm thu vào là : Q1 = m1cAl (t2 – t1 ) = 0,25.920.(100-25) = 17250J Nhiệt lượng... nước thu vào (nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước) là : Q2 = m2cn(t2 – t1 ) = 1,5.4190.(100-25) = 471375J Nhiệt lượng của ấm nước thu vào là : Q = Q1 + Q2 = 17250 + 471375 = 488626J II.BÀI TẬP : 1.Một ấm nước bằng nhôm có khối lượng 250g,chứa 2 kg nước được đun trên bếp.Khi nhận được nhiệt lượng là 516600J thì ấm đạt đến nhiệt độ 800C Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm là bao nhiêu?biết nhiệt dung riêng... lượt là c Al = 920J/kgK và cn = 4190J/kgK HƯỚNG DẪN Gọi t1 là nhiệt độ ban đầu của ấm nhôm và nước(t1 = ?) t2 là nhiệt độ lúc sau của ấm nhôm và nước (t2 = 800C ) nhiệt lượng của ấm nhôm thu vào là : Q1 = m1cAl (t2 – t1 ) = 0,25.920.(80-t1) Nhiệt lượng của nước thu vào là : Q2 = m2cn(t2 – t1 ) = 2.4190.(80-t1) Nhiệt lượng của ấm nước thu vào (nhiệt lượng cần cung cấp để ấm đạt đến 80 0C) là : Q = Q1 +... tích 4 lít, tính nhiệt độ khối khí sau khi dãn nở Bài 37: Một bình chứa khí nén ở 27°C và áp suất 4 at Áp suất sẽ thay đổi như thế nào nếu 25% khối lượng khí trong bình thoát ra và nhiệt độ khí giảm xuống còn 12°C Bài 38: Dưới áp suất 104 N/m² một lượng khí có thể tích là 10 lít Tính thể tích của khí đó dưới áp suất 5.104 N/m² Cho biết nhiệt độ của hai trạng thái trên là như nhau Bài 39: Một bình có... 40cm 3, 750 mmHg v nhiệt độ 270C.Nếu sang trạng thái khác áp suất tăng thêm 10mmHg và nhiệt độ giảm chỉ còn 00C thì thể tích ứng với trạng thái này là bao nhiêu? ĐS : 35.9 cm3 Câu 3: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế 20 cm 3 Khí hydro ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ ở 27oC Hỏi thể tích của lượng khí trên ở áp suất 720 mmHg và nhiệt độ 17oC là bao nhiêu? ĐS : 20,13 cm3 Câu 4: Ở nhiệt độ 20 0C thể... 9 một bình kín có thể tích là 10 (l) ở nhiệt độ 27 0C, nung nóng bình đến nhiệt độ 300C Để cho áp suất của lượng khí trong bình không đổi thì thể tích của bình phải bằng bao nhiêu? ĐS : 10,1 (l) câu 10:chất khí trong xilanh của một động cơ nhiệt có áp suất 0,8atm và nhiệt độ 500C.Sau khi bị nén thể tích của khí giảm đi 5 lần và áp suất tăng lên tới 7atm.Tính nhiệt độ của khí ở cuối qua trình nén? ĐS: ... cân nhiệt Cho biết nhiệt dung riêng nhôm 920J/kgK; nhiệt dung riêng nước 4180J/kgK; nhiệt dung riêng sắt 460J/kgK Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh Hướng dẫn: Gọi t nhiệt độ lúc cân nhiệt. .. 192g đun nóng tới nhiệt độ 100 oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng miếng kim loại, biết nhiệt độ có cân nhiệt 21,5oC Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh biết nhiệt dung riêng... Tính nhiệt độ ban đầu khối lượng khí Bài 31: Nếu nhiệt độ khí trơ bóng đèn tăng từ nhiệt độ t = 15°C đến nhiệt độ t2 = 300°C áp suất trơ tăng lên lần? Bài 32: Một khối khí đem dãn nở đẳng áp từ nhiệt