Lý thuyết và bài tập chương chất khí (Dành cho cả học sinh ban cơ bản và nâng cao). Bài 1 : Cấu tạo chất - Thuyết động học phân tử chất khí Bài 2 : Quá trình đẳng nhiệt - Định luật Bôi lơ - Ma ri ốt Bài 3 : Quá trình đẳng tích - Định luật Sác - Lơ Bài 4 : Phương trình trạng thái của khí lý tưởng Bài 5 : Phương trình Cla pe rôn - Men đê lê ép Trong mỗi bài gồm có : Lý thuyết Các dạng toán thường gặp và phương pháp giải Bài tập vận dụng Nếu có vấn đề gì thắc mắc, các em có thể liên hệ với thầy theo facebook: Thầy Bá Hoàng
Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài 1: THUYẾT ĐỘNG NG H HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ – CẤ ẤU TẠO CHẤT A- KIẾN THỨC CẦN NHỚ Tính chất chất khí Chất khí có tính chấtt đđặc biệt sau đây: Bành trướng: Chiếm m toàn b thể tích bình chứa Dễ nén: Khi áp suất tác dụ ụng lên lượng khí tăng thể tích khí gi giảm đáng kể Có khối lượng riêng nhỏ so vvới chất rắn chất lỏng Hình vẽ mô bành trướng chất khí Hình vẽ minh hhọa tính dễ nén chấất khí Sắt 7800 kg/m3 Nhôm 2700 kg/m3 Nước 1000 kg/m3 Dầu hỏa 800 kg/m3 Không khí điềều kiện chuẩn (00C, atm) 1,293 kg/m3 Bảng ng so sánh khối kh lượng riêng số chất rắắn, lỏng khí Cấu trúc chất khí Chất cấu tạo từ nguyên tử Các nguyên tử tương tác liên k kết với thạo thành phân tử Mỗi chất khí tạo o thành từ t phân tử giống hệt Mỗii phân tử t bao gồm nhiều nguyên tử Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Hình vẽẽ mô cấu trúc phân tử chất khí Lượng chất, mol Lượng chất chứa mộtt v vật xác định số phân tử hay nguyên ttử chứa vật Người ta định nghĩa mol,, đơn vị v lượng chất chất sau: mol lượng chấtt có ch chứa số phân tử hay nguyên tử t số nguyên tử chứa 12 g cacbon 12 Như số phân tử hay nguyên tử t chứa mol chấtt đ có giá trị, gọi số A-vô-ga-đrô (NA) NA = 6,02.1023 mol-1 Khối lượng mol chấ ất đo khối lượng mộtt mol chất ch Nó có giá trị nguyên tử lượng hoặcc phân tử t lượng tính ng đơn vị v gam Ví dụ: H2 có M = g/mol Fe có M = 56 g/mol Cu có M = 64 g/mol Thể tích mol chấtt đư đo thể tích mol chấ ất Ở điều kiện chuẩn (0 C, atm) thể th tích mol chất khí đềều 22,4 lít/mol = 0,0224 m /mol Các công thức: M Khối lượng m0 củaa phân ttử (hay nguyên tử) chất: m0 = NA Công thức tính số mol: n = m M Số phân tử (hay nguyên tử ử) N có khối lượng m mộtt chất: ch N = n.NA = m NA M Một vài lập luận để hiểu cấ ấu trúc phân tử chất khí Khối lượng riêng nhỏ → có mật m độ phân tử nhỏ Khi ta nén khí → khoảng ng cách gi phân tử bị giảm bớt Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Tính bành trướng → phân ttử khí chuyển động tự mọii phía ch bị ngăn lại gặp thành bình Quan sát qua kính hiển n vi nh hạt nhỏ lơ lửng ng không khí (ví dụ d khói thuốc lá) người ta thấyy chúng chuyển chuy động hỗn loạn, chuyển độộng Brao-nơ khí Chuyển động ng va chạm ch phân tử khí lên hạt Hạtt chuyển chuy động hỗn loạn nên cho phân tử khí ccũng chuyển động hỗn loạn Nhiều thí nghiệm m phép đo dẫn d đến kết luận rõ ơn Các nhà khoa học h phát biểu thành thuyết động ng học h phân tử Thuyết động học phân tử chất ch khí Một số nội dung quan trọng ng ccủa thuyết động học phân tử chất khí 1- Chất khí tạo nên từ phân tử có kích thước nhỏ đượ ợc coi chất điểm 2- Các phân tử chuyển động ng nhiệt nhi hỗn loạn không ngừng Nhiệtt đđộ vật cao tốc độ chuyển động nhiệtt ccủa phân tử lớn 3- Các phân tử khí tương tác vvới va chạm 4- Các phân tử khí va chạm m vvới thành bình tạo nên áp suấtt lên thành bình Hình vẽ minh họa chuyển động ng hỗn loạn phân tử khí Hình vẽ minh họa chuyển n đđộng phân tử riêng biệt (chỉ vẽ riêng hai phân tử t A B) khoảng mộ ột thời gian Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Hình vẽ minh họaa chuy chuyển động tập hợp phân tử m khoảng thờii gian ng ngắn (C D hai điểm xảy y va chạm ch hai phân tử) Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 0974 222 456 – 0941 422 456 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) Bài 2: QUÁ TRÌNH ĐẲ ẲNG NHIỆT – ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ LƠ MA-RI-ỐT A- KIẾN THỨC CẦN NHỚ Trạng thái trình biếến đổi trạng thái Trạng thái lượng ng khí đư xác định bằng: thể tích V, áp suất su p nhiệt độ tuyệt đối T Những đại lượng gọii thông ssố trạng thái lượ ợng khí Giữa thông số trạng thái lượng ng khí có nh mối liên hệ xác định Quá trình biến đổi trạng ng thái (gọi (g tắtt trình): trình lượng l khí chuyển từ trạng thái sang trạng ng thái khác Đẳng ng trình: trình biến bi đổi trạng thái lượng ng khí ch có thông số trạng thái biến đổi, i, m thông số không đổi Quá trình đẳng nhiệt Quá trình biến đổi trạng ng thái c lượng khí nhiệt độ đư giữ không đổi gọi trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốtt Phát biểu: Trong trình đẳng nhiệt củ lượng khí định, áp suất tỉ lệ l nghịch với thể tích Biểu thức p hay pV = số V p1 T = ng ssố V1 p2 V2 Ta có: p2V2 = p1V1 Đường đẳng nhiệt Đường biểu diễn thuộc củ thông số trạng thái vớii nhi nhiệt độ không đổi gọi đường đẳng nhiệt a Trong hệ tọa độ p – V, đường ng đẳng đ nhiệt đường hyperbol dạng ng y = x p T2 > T1 T1 V Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 B- BÀI TẬP Bài Trong đại lượng ng sau đây, đại đ lượng không phảii thông số s trạng thái lượng khí ? A Thể tích B Khốii lư lượng C Nhiệt độ D Áp suất Bài Trong hệ thứcc sau đây, hệ h thức không phù hợp với định nh luật lu Bôi - lơ – Ma - ri - ốt ? 1 A p B V C p V D p1V1 = p2V2 p V Bài Hệ thức sau phù hhợp với định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt ? p p p V A p1V1 = p2V2 B C D p V V1 V2 p2 V2 Bài Một xilanh chứa 150 cm3 khí áp suất 2.105 Pa Pit-tông tông nén khí xilanh xu xuống 100 cm Tính áp suất củaa khí xilanh lúc này, coi nhiệt nhi độ không đổi đ Bài Một lượng khí nhiệt độ ộ 18 C tích m áp suấtt atm Người Ngư ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suấtt 3,5 atm Tính th thể tích khí nén Bài Người ta điều chế khí hiđrô chứa ch vào bình lớn dướii áp suất su atm nhiệt độ 20 C Tính thể tích khí phải lấy y ttừ bình lớn để nạp vào bình nhỏ thể tích 20 lít áp suất 25 atm Coi nhiệt độ không đổi Bài Tính khối lượng khí ôxi đựng đ bình thể tích 10 lít dư áp suất 150 atm nhiệt độ C Biết điều kiện n chu chuẩn khối lượng riêng củaa ôxi 1,43 kg/m3 Bài Một bóng có dung tích 2,5 lít Người Ngư ta bơm không khí áp su suất 105 Pa vào bóng Mỗi lần bơm 125 cm3 không khí Tính áp suất su củaa không khí qu bóng sau 45 lần bơm Coi bóng trướcc bơm không khí bơm nhiệt nhi độ không khí không thay đổi Bài Ghép nội dung cộtt bên trái với v nội dung tương ứng cộtt bên ph phải để thành câu có nội dung a) trình đẳng ng nhiệt nhi lượng khí Trạng thái lượng khí định, áp suất củaa khí ttỉ lệ nghịch với thể tích Quá trình b) xác định ng thông số s p, V T c) chuyển từ trạng ng thái sang tr trạng thái Đẳng trình khác Quá trình đẳng nhiệt d) hệ tọa độ (p, V) đường đư hyperbol Đường đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốtt đư phát biểu đ) trình nhiệệt độ không đổi e) thể tích V, áp suấtt p nhiệt độ tuyệt đối T f) trình có m thông số trạng thái không đổi Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 0974 222 456 – 0941 422 456 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) Bài 10 Quá trình sau đẳng đ trình ? A Đun nóng khí mộtt bình đậy kín B Không khí bóng bay bbị phơi nắng, nóng lên, nở làm căng bóng C Đun nóng khí mộtt xilanh, khí nnở đẩy pit-tông chuyển độộng D Cả ba trình u ph đẳng trình Bài 11 Mộtt bình có dung tích l chứa 0,5 mol khí nhiệt độ 00C Tính áp suất su bình Bài 12 Nén khí đẳng nhiệt từ thể th tích 10 l đến thể tích l áp suấất khí tăng lên lần ? Bài 13 Một bọt khí đáy hồ sâu m n lên đến mặt nước Hỏii bán kính c bọt khí tăng lên lần ? Bài 14 Nén khí đẳng nhiệt từ thể th tích l đến thể tích l thấyy áp suất su khí tăng lên lượng p = 50 kPa Hỏi áp củaa khí ban đđầu ? Bài 15 Ở ống ng thủy th tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiềều dài L = 100 cm, hai đầu bịt kín có cột thủy y ngân dài h = 20 cm Trong ống ng có không khí Khi K đặt ống thẳng đứng, cột thủy ngân dịch chuyển n xuống xu đoạn l = 10 cm Tìm áp suất su không khí ống ống nằm m ngang cmHg Pa Coi nhiệt độ củaa không khí ống không đổi khối lượng ng riêng c thủy ngân = 1,36.10 kg/m Bài 16 Ở ống ng thủy th tinh nằm ngang, kín hai đầu u có m cột thủy ngân dài 19,6 mm Nếu đặt ống nằm m nghiêng m góc 30 so với phương nằm m ngang cột c thủy ngân dịch chuyển đoạn l1 = 20 mm Nếu N đặt ống thẳng đứng cột thủyy ngân ddịch chuyển đoạn l2 = 30 mm Xác định áp suấtt c không khí ống ống nằm m ngang Coi nhiệt nhi độ không đổi Bài 17 Đường ng sau ph đường đẳng nhiệt ? p V p V A V T B T C T D Bài 18 Người ta bơm có pit-tông tông di diện tích cm2 khoảng chạyy 25 cm để đ bơm bánh xe đạp cho áp lực củaa bánh xe lên mặt m đường 350 N diện n tích tiếp ti xúc 50 cm2 Ban đầu bánh xe đạp chứaa không khí áp suất khí p0 = 105 Pa th tích V0 = 1500 cm Giả thiết áp suấtt không khí bánh xe đạp đ vượtt 1,5p0 thể tích bánh xe đạp 2000 cm a) Hỏi phải đẩy y bơm llần ? Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 b) Nếu bơm hở nên lầần đẩy bơm đưa 100 cm3 không khí vào bánh xe phải đẩy lần ? Bài 19 Xét 0,1 mol khí điều kiện chuẩn: áp suất p0 = atm = 1,013.105 Pa, nhiệt độ t0 = 00C a) Tính thể tích V0 củaa khí V Vẽ đồ thị p – V điểm A biểu diễnn trạng tr thái nói b) Nén khí giữ nhiệt độ không đổi đ (nén đẳng nhiệt) Khi thể tích ccủa khí V1 = 0,5V0 áp suất p1 khí ng ? V Vẽ đồ thị điểm B biểuu diễn di trạng thái c) Viết biểu thức áp suấtt p theo th thể tích V trình nén đẳng đ nhiệt câu b) Vẽ đường biểu diễn Đường biểu u diễn di có dạng ? Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài 3: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH – ĐỊNH LUẬT T SÁC-LƠ SÁC A-KIẾN THỨC CẦN NHỚ Định nghĩa: Quá trình đẳng ng tích trình biến bi đổi trạng thái lượng ng khí giữ gi cho thể tích không đổi Định luật Sác-lơ Phát biểu: Trong trình đẳng tích củ lượng khí xác định, áp suất tỉỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối Biểu thức: p p T hay = số T p1 Ta có: V = số T1 p2 T2 p2 p T2 T1 Trong đó: T nhiệt độ tuyệtt đối đ (nhiệt giai Ken-vin) (có đơn vị K) T(K) = t C + 273 (chính xác 273,15) Chú ý: T > T (K) = t0C Biểu thức phụ thuộộc áp suất p nhiệt độ t0C trình đẳng tích (Cách viết khác định luậtt Sác-lơ) Sác p = p0(1 + t) Trong đó: gọi hệ số tăng áp đđẳng tích ( = độ-1) 273 Đường đẳng tích Đường biểu diễn biến đổ ổi trạng thái lượng khí thểể tích không đổi goi đường đẳng tích Trong hệ tọa độ p – T đường đư đẳng tích đường thẳng có phần n kéo dài qua ggốc tọa độ p V1 V2 > V1 T(K) Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 10 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 B-BÀI TẬP Bài Trong hệ thứcc sau đây, hhệ thức không phù hợp với định nh luật lu Sác-lơ ? p p p A p T B p t C = số D T T1 T2 Bài Trong hệ tọa độ (p, T), đư đường biểu diễn sau đường đẳẳng tích ? A Đường hyperbol B Đường thẳng ng kéo dài qua ggốc tọa độ C Đường thẳng ng song song với v trục Op D Đường thẳng ng song song với v trục OT Bài Trong hệ tọa độ (p, V), đư đường sau đường đẳng tích ? A Đường hyperbol B Đường thẳng ng kéo dài qua ggốc tọa độ C Đường thẳng ng song song với v trục Op D Đường thẳng ng song song với v trục OT Bài Một bình chứa lượng ng khí nhiệt độ 300C áp suấtt bar (1 bar = 105 Pa) Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tớii để đ áp suất tăng gấp đôi ? Bài Một lốp ôtô chứaa không khí có áp suất su bar nhiệtt độ đ 250C Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho nhiệt nhi độ không khí lốpp tăng lên ttới 500C Tính áp suất không khí lốp p xe lúc Bài Ghép nội dung cộtt bên trái với v nội dung tương ứng cộtt bên phải ph để câu có nội dung Quá trình đẳng tích a) áp suất tỉ lệ với nhiệt độ tuyệtt đđối b) chuyển trạng thái chấtt khí thể th tích không Đường đẳng tích đổi c) hệ tọa độ (p, T) đường ng thẳng th kéo dài qua Nhiệt độ tuyệt đối gốc tọa độ Khi thể tích không đổi d) T(K) = 273 + t e) đường thẳng ng kéo dài qua ggốc tọa độ hệ tọa độ (p, V) Bài Đường biểu diễn n sau không phù hợp h với trình đẳng ng tích ? p p V A p p t0C -273 B V C Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN T (K) D 11 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài Các câu sau đây, câu đúng, câu sai ? Đ S Trong trình đẳng ng tích, áp suất su lượng khí tỉ lệ thuậận với nhiệt độ Trong trình đẳng ng tích, thương số s áp suất nhiệt độ tuyệt đối lượng khí xác định nh m số Trong trình đẳng ng tích, nhiệt nhi độ tăng từ 200C lên 400C áp suất tăng lên gấp đôi Trong trình đẳng ng tích, nhiệt nhi độ tăng từ 200 K lên 400 k áp suất tăng lên gấp đôi Đường biểu diễn n trình đẳng tích hệ tọa độ (p, T) đường đư thẳng kéo dài qua gốcc tọa t độ Bài Một bình kín chứaa khí ôxi nhiệt độ 200C 105 Pa Nếu u đem bình b phơi nắng nhiệt độ 40 C áp suất bình sẽẽ ? Bài 10 Một chai chứaa không khí đư nút kín nút có trọng ng lượng lư không đáng kể, tiết diện 2,5 cm Hỏi phảii đun nóng không khí chai lên tới t nhiệệt độ tối thiểu để nút bật ? Biết lựcc ma sát gi nút chai có độ lớn n 12 N, áp suất su ban đầu không khí chai ng áp suất su khí 9,8.10 Pa, nhiệtt độ đ ban đầu không khí chai -3 C Bài 11 Một bình nạpp khí nhiệt độ 330C áp suấtt 300 kPa Sau bình b chuyển đến nơi có nhiệt độ 37 C Tính độ đ tăng áp suất củaa khí bình Bài 12 Một lượng nướcc có nhiệt nhi độ 1000C áp suất p100 = atm bình kín Làm nóng bình khí đến nhiệtt độ đ 1500C áp suất khí bình b ? Thành lập cho áp suất khí nhiệtt độ đ t (Xen-xi-út) theo p100 Trắc nghiệm Câu Một khối khí lí tưởng ng nh nhốt bình kín Tăng nhiệt độ củaa khối kh khí từ 1000C lên 2000C áp suất bình sẽ: A Có thể tăng giảm B tăng lên lầnn áp suất su cũ C tăng lên lần n áp suất su cũ D tăng lên ng lần l áp suất cũ Câu Nhiệt độ không tuyệt đốii nhiệt nhi độ đó: A nước đông đặc thành đá B tất chất khí hóa lỏng ng C tất chất khí hóa rắn n D chuyển động nhiệt phân tử dừng lại Câu 3: Cho đồ thị áp suấtt theo nhiệt nhi độ hai khối khí A B tích không đổi hình ình vẽ v Nhận xét sau sai: A p(atm) B Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN t(0C) 12 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) A B C D 0974 222 456 – 0941 422 456 Hai đường biểu diễn u cắt c trục hoành điểm – 2730C Khi t = C, áp suất củaa kh khối khí A lớn áp suất khốii khí B Áp suất khốii khí A lớn l áp suất khối khí B tạii m nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ, áp suấtt ccủa khối khí B tăng nhanh áp suấất khối khí A Câu Ở 70C áp suất mộtt khối kh khí 0,897 atm Khi áp suấtt kh khối khí tăng đến 1,75 atm nhiệt độ khốii khí b bao nhiêu, coi thể tích khí không đđổi ? A 2730C B 2730K C 2800C D 2800K Câu Một nồi áp suấtt có van m lỗ tròn diện tích cm2 đượcc áp ch chặt lò xo có độ cứng k = 1300 N/m bị b nén 1cm, Hỏi đun khí ban đầu đ áp suất khí p0 = 10 Pa, có nhiệt độ 27 C đến nhiệt độ van mở ra? A 3900C B 1170C C 35,10C D 3510C Câu Một bình chứaa N = 3,01.1023 phân tử khí Heli Khối lượng ng khí Heli chứa ch bình là: A 2g B 4g C 6g D 8g 23 Câu Một bình chứaa N = 3,01.10 phân tử khí Heli Biết nhiệt độ bình 00C áp suất 1atm Thể tích củaa bình là: A 5,6 lít B 11,2 lít C 16,8 lít D 22,4 lít C 3,48.1023 D 6,58.1023 Câu Số phân tử nướcc có 1g nư nước là: A 6,02.1023 B 3,35.1022 Câu Khi làm nóng lượng ng khí đẳng đ tích thì: A Áp suất khí không đổi B Số phân tử mộtt đơn vvị thể tích không đổi C số phân tử khí mộtt đơn vị v thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệtt độ đ D số phân tử khí mộtt đơn vị v thể tích giảm tỉ lệ nghịch vớii nhiệt nhi độ Câu 10 Một bình nạp khí nhiệt nhi độ 330C áp suất 300 kPa Tăng nhiệt nhi độ cho bình đến nhiệt độ 37 C đẳng tích độ tăng áp suất su khí bình là: A 3,92 kPa B 3,24 kPa C 5,64 kPa D 4,32 kPa Câu 11: Một lượng nước 1000C có áp suất atm mộtt bình kín Làm nóng bình đến 1500C đẳng tích áp suấtt c khối khí bình là: A 2,75 atm B 1,13 atm C 4,75 atm D 5,2 atm Câu 12 Cho đồ thị p – T biểu u diễn di hai đường đẳng tích củaa m khối khí xác định hình vẽ Đáp án sau biểu bi diễn n m mối quan hệ thể tích: p V2 A V1 > V2 B V1 < V2 C V1 = V2 D V1 ≥ V2 Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN V1 T 13 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Câu 13 Một khối khí ban đầu u áp suất atm, nhiệt độ 00C, làm nóng khí đến đ nhiệt độ 102 C đẳng tích áp suất củaa khối kh khí là: A 2,75 atm B 2,13 atm C 3,75 atm D 3,2 atm Câu 14 Một khối khí 70C đự ựng bình kín có áp suấtt 1atm Đun nóng đẳng tích bình đến nhiệt độ để khí bình có áp suất su 1,5 atm ? A 40,50C B 4200C C 1470C D 870C Câu 15 Mộtt bóng đèn dây tóc chứa ch khí trơ 270C áp suất 0,6 atm Khi đèn sáng, áp suất su không khí bình 1atm không làm vỡ v bóng đèn Coi dung tích c bóng đèn không đổi, nhiệt độ củaa khí đèn cháy sáng là: A 5000C B 2270C C 4500C D 3800C Câu 16 Khi đun nóng đẳng ng tích m khối khí thêm 10C áp suấtt kh khối khí tăng thêm 360 áp suất ban đầu Nhiệt độ ban đầầu khối khí là: A 870C B 3600C C 3500C D 3610C Câu 17 Nếu nhiệt độ đèn tắt t 250C, đèn sáng 3230C áp su suất khí trơ bóng đèn sáng tăng lên là: A 12,92 lần B 10,8 lần l C lần D 1,5 lần Câu 18 Một bình đầy y không khí điều kiện tiêu chuẩn( t = C; p = 1,013.105 Pa) đậy vật có khối lượng kg Tiết Ti diện miệng bình 10 cm2 Tìm nhi nhiệt độ lớn không khí bình để không khí không đẩy nắp p bình lên thoát Bi Biết áp suất khí p0 = 10 Pa A 323,40C B 121,30C C 1150C D 50,40C Câu 19 Một khối khí đựng ng bình kín 270C có áp suấtt 1,5 atm Áp suất su khí bình ta đun nóng khí đến đ 87 C ? A 4,8 atm B 2,2 atm C 1,8 atm D 1,25 atm Câu 20 Cùng khối lượng ng khí đựng đ bình kín tích khác nhau, đồ thị thay đổii áp suất su theo nhiệt độ khối khí bình mô tả hình vẽ Quan hệ h thể tích bình là: A V3 > V2 > V1 B V3 = V2 = V1 C V3 < V2 < V1 D V3 ≥ V2 ≥ V1 Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN T V V V p 14 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài 4: PHƯƠNG TR TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA A KHÍ LÝ TƯỞNG T A-KIẾN THỨC CẦN NHỚ Khí thực khí lý tưởng Khí lý tưởng ng khí phân tử t coi chất điểm m ch tương tác với va chạm Những thí nghiệm m xác cho th thấy, chất khí thực (chất khí tồn tạại thực tế khí quyển, nitơ, ôxi …) tuân theo gần g định luật Bôi-lơ – Ma-ri ri-ốt Sác-lơ Chỉ có khí lý tưởng ng tuân theo định đ luật chất khí đãã học h Tuy nhiên, khác biệt khí thực khí lý tưởng ng không lớn l nhiệt độ áp suất su thông thường Do đó, đời sống kĩ thuật, t, không yêu cầu c độ xác cao, ta có th thể áp dụng định luật chất khí lý tưởng ng đđể tính áp suất, thể tích nhiệt độ cho khí thực th Phương trình trạng thái a khí lý tưởng t Từ biểu thức định luậtt Bôi-lơ Bôi – Ma-ri-ốt định luật Sác-lơ, lơ, ta dễ d dàng xây dựng phương trình trạng thái củaa khí lý tưởng: t p1V1 pV pV 2 hay = số T T1 T2 Giá trị số vế phảii phụ ph thuộc vào khối lượng khí Phương trình đượcc nhà vật v lý người Pháp Cla-pê-rôn rôn (Clapeyron) đưa năm 1834 gọi phương trình trạng ng thái ccủa khí lý tưởng hay phương trình ình Cla Cla-pê-rôn Quá trình đẳng áp a) Định nghĩa:Quá trình đẳng ng áp trình biến bi đổi trạng thái củ lượng khí áp suất không đổi b) Liên hệ thể tích nhi nhiệt độ tuyệt đối pV pV Từ phương trình trạng thái 1 2 , ta thấy p1 = p2 (p không đđổi) thì: T1 T2 V1 V V = số hay T T1 T2 Kết luận: Trong trình đẳng ng áp th thể tích khí tỉ lệ thuận vớii nhiệt nhi độ tuyệt đối Đó nội dung định luậtt Gay Luy Luy-xác c) Đường đẳng áp Đường biểu diễn trình đẳẳng áp gọi đường đẳng áp Trong hệ tọa độ V – T đường ng đẳng đ áp đường thẳng ng kéo dài qua gốc g tọa độ V p1 p2 > p1 T(K) Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 15 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 B-BÀI TẬP Bài Hãy ghép trình ghi bên trái với v phương trình tương ương ứng ghi bên phải p1 p T1 T2 V V b) 2 Quá trình đẳng ng tích T1 T2 Quá trình đẳng áp c) p1V1 = p2V2 pV pV d) 1 2 Quá trình T1 T2 Bài Trong hệ tọa độ (V, T), đường đư biểu diễn sau đường ng đẳng đ áp ? A Đường thẳng ng song song với v trục hoành B Đường thẳng song song vớ ới trục tung C Đường hyperbol D Đường thẳng ng kéo dài qua ggốc tọa độ Bài Trong phòng thí nghiệm, m, người ngư ta điều chế 40 cm3 khí hiđrô áp suất 750 mmHg nhiệt độ 270C Tính thể th tích lượng khí điềuu ki kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg nhiệt độ C) Bài Tính khối lượng riêng củ không khí đỉnh núi Phăng-xi-păng păng cao 3140 m Biết Bi mỗii lên cao them 10 m áp suất su khí giảm m mmHg nhiệt nhi độ đỉnh núi C Khối lượng riêng củaa không khí điều kiện chuẩn (áp suấtt 760 mmHg nhi nhiệt độ 00C) 1,29 kg/m3 Bài Ghép nội dung cộtt bên trái với v nội dung tương ứng cộtt bên phải ph để câu có nội dung a) Quá trình đẳng nhiệệt Phương trình trạng thái khí lý ttưởng a) định luật gần n b) đường thẳng ng kéo dài qua gốc g tọa độ Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốtt hệ tọa độ (V, T) Quá trình đẳng áp c) -2730C d) chuyển trạng ng thái ccủa chất khí Đường đẳng áp áp suất không đổ ổi e) thiết lập mốii liên hệ h ba thông Độ không tuyệt đối số trạng thái củaa m lượng khí Bài Đồ thị sau phù hợ ợp với trình đẳng áp ? p p O T A V p O V B O C V Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN O D T 16 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài Một lượng khí đựng ng m xilanh có pit-tông chuyển động ng đư Các thông số trạng thái lượng ng khí là: atm; 15 lít; 300 K Khi pit-tông pit tông nén khí, áp su suất khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm m 12 lít Xác định nhiệt độ củaa khí nén Bài Mộtt bóng thám không đư chế tạo để tăng bán kính lên ttới 10 m bay tầng khí có áp suấtt 0,03 atm nhiệt nhi độ 200 K Hỏii bán kính ccủa bóng bơm, biết bóng bơm khí áp suấtt atm nhi nhiệt độ 300 K ? Bài Tính khối lượng riêng c không khí 1000C áp suấtt 2.105 Pa Biết khối lượng riêng không khí 00C 1,01.105 Pa 1,29 kg/m3 Bài 10 Một bình cầu u dưng tích 20 lít chứa ch ôxi nhiệt độ 160C áp su suất 100 atm Tính thể tích lượng khí điều kiệện chuẩn Tại kết tìm chỉỉ gần ? Bài 11 Người ta bơm khí ôxi điều kiện chuẩn vào bình có thểể tích 5000 lít Sau nửa bình chứa đầy khí nhiệt độ ộ 240C áp suất 765 mmHg Xác định nh kh khối lượng khí bơm vào sau mỗii giây Coi trình di diễn cách đặn Bài 12 Một phòng có kích thướ ớc m m m Ban đầu u không khí phòng điều kiện chuẩn, sau nhiệt độ củaa không khí tăng lên tới t 10 C, áp su suất 78 cmHg Tính thể tích lượng ng không khí đ khỏi phòng khối lượng ng không khí lại l phòng Bài 13 Một xilanh có pit-tông tông cách nhiệt nhi đặt nằm ngang Pit-tông vịị trí chia xilanh thành phần nhau, chiều dài mỗii phần ph 30 cm Mỗi phần chứa mộtt lư lượng khí nhiệt độ 17 C áp suấtt atm Muốn Mu pit-tông dịch chuyển n cm phải ph đun nóng khí phần lên thêm độ ? Áp su suất khí pit-tông dịch ch chuyển chuy ? Bài 14 Nén 10 l khí nhiệt độ 27 C thể tích l, nén nhanh khí bị nóng lên đến 600C Hỏi áp suấtt c khí tăng lên lần ? Bài 15 Một bình ng thép dung tích 50 l chứa khí hiđrô áp suấtt MPa nhi nhiệt độ 370C Dùng bình bơm đượcc qu bóng bay, dung tích quảả 10 l, áp suất 1,05.10 Pa ? Nhiệt độ khí bóng bay 120C Bài 16 Một mol khí áp suấtt atm nhi nhiệt độ 300C chiếm mộtt thể th tích ? Bài 17 Ở độ cao 10 km cách mặt m đất áp suất không khí vào khoảảng 30,6 kPa, nhiệt độ 230 K Tính khối lượng ng riêng mật m độ phân tử không khí tạại độ cao ? Coi không khí khí thuầần có khối lượng ng mol 28,8 g/mol Bài 18 Một lượng không khí bịị giam cầu đàn hồii th tích 2,5 l, nhiệt độ 20 C áp suấtt 99,75 kPa Khi nhúng qu cầu vào nước có nhiệtt đđộ 50C áp suất không khí 2.105 Pa Hỏi H thể tích cầu giảm m ? Bài 19 Một vận động ng viên leo núi cần c hít vào g không khí điều u ki kiện chuẩn nhịp thở Hỏi núi cao, t không khí có áp suấtt 79,8 kPa nhiệt độ -130C thể tích không khí mà người y phải ph hít vào nhịp thở ng ? Biết Bi khối lượng riêng củaa không khí điều kiện chuẩn 1,29 kg/m gi giả sử khối lượng không khí hít vào nhịp thở Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 17 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài 20 Đồ thị biểu diễn trình biến n đổi đ trạng thái lượng khí lý tưởng hệ tọ ọa độ p – V hình vẽ Hãy vẽ đồ thị biểu diễn n trình biến bi đổi trạng thái hệ tọa độ p – T hệệ tọa độ V – T p 2p0 p0 V0 Bài 21 p Đồ thị biểu diễn trình biến n đổi đ trạng thái lượng khí lý tưởng hệ tọa độ p – V hình vẽ Hãy vẽ đồ thị biểu diễn trình biến đổi trạng ng thái hệ h tọa độ p – T hệ tọa độ V – T p1 P2 2V0 V V3 V1 Bài 22 V p Đồ thị biểu diễn trình biến n đđổi trạng thái lượng khí lý tưởng hệ tọa độ p – T hình h vẽ Hãy vẽ đồ thị biểu diễn trình biến đổi trạng ng thái hệ h tọa độ p – V hệ tọa độ V – T p1 p3 Bài 23 Đồ thị biểu diễn trình biến n đổi đ trạng thái lượng khí lý tưởng ng hệ h tọa độ p – T hình vẽ Hãy vẽ đồ thịị biểu diễn trình biến đổi trạng ng thái hệ h tọa độ p – V hệ tọa độ V – T T1 T2 T p T Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 18 0974 222 456 – 0941 422 456 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) Bài 5: PHƯƠNG TR TRÌNH CLA-PÊ-RÔN – MEN-ĐÊ ĐÊ-LÊ-ÉP A-KIẾN THỨC CẦN NHỚ Phương trình Cla-lê-rôn – Men Men-đê-lê-ép pV = nRT = m RT M Trong đó: n số mol khí R số khí ( R = 8,31 J/mol.K) Chú ý: Nếu p (atm); V (l) R = 0,082 atm atm.l/mol.K Phương trình Stê-phan – Bôn xơ-man P = nkT Trong đó: n mật độ phân tử khí (s (số phân tử có đơn vị thể tích) k gọi số Bôn-xơ-man man (k = R = 1,38.10-23 J/K) NA B-BÀI TẬP Bài Tính khối lượng ng khí bóng thám không th tích 200 l,, nhi nhiệt độ t = 270C, áp suất 105 Pa Biết ng khí hiđrô có khối kh lượng ng mol M = g/mol Bài Tìm phụ thuộc củaa áp suất su p chất khí vào số phân tử khí n có m đơn vị thể tích (còn gọi mật độ phân ttử khí) Bài Một bình chứaa ôxi có dung tích 10 l, áp suấtt 250 kPa nhi nhiệt độ 270C Tính khối lượng ôxi bình Bài Khí chứa mộtt bình dung tích l, áp suấtt 200 kPa nhi nhiệt độ 160C có khối lượng 11 g Tính khối lượng ng mol c khí Bài Một bình dung tích l chứa ch g nitơ (N2) nhiệt độ 20C Tính áp suất su khí bình Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 19 Thầy Nguyễn Bá Hoàng (Fb: Thầy y Bá Hoàng) 0974 222 456 – 0941 422 456 Bài Một bình chứa ôxi (O2) nén áp suất p1 = 15 Mpa nhiệt độ t1 = 370C có khối lượng (bình khí) M1 = 50 kg Dùng khí m thời gian, áp suất khí p2 = MPa nhiệt độ t2 = C, khối lượng ng bình khí M2 = 49 kg a) Hỏi khối lượng khí lạii bình ? b) Tính dung tích V củaa bình Bi Biết khối lượng mol củaa ôxi 32 g/mol Trung t©m d¹y häc ThÇy Hoµng - C« Nh 435 Kim Ngu – HBT - HN 20 [...]... TRẠNG THÁI CỦA A KHÍ LÝ TƯỞNG T A-KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1 Khí thực và khí lý tưởng Khí lý tưởng ng là khí trong đó các phân tử t được coi là các chất điểm m và chỉ ch tương tác với nhau khi va chạm Những thí nghiệm m chính xác cho th thấy, chất khí thực (chất khí tồn tạại trong thực tế như khí quyển, nitơ, ôxi …) chỉ tuân theo gần g đúng các định luật Bôi-lơ – Ma-ri ri-ốt và Sác-lơ Chỉ có khí lý tưởng ng... suất củaa kh khối khí A lớn hơn áp suất của khốii khí B Áp suất của khốii khí A luôn lớn l hơn áp suất của khối khí B tạii m mọi nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ, áp suấtt ccủa khối khí B tăng nhanh hơn áp suấất của khối khí A Câu 4 Ở 70C áp suất của mộtt khối kh khí bằng 0,897 atm Khi áp suấtt kh khối khí này tăng đến 1,75 atm thì nhiệt độ của khốii khí này bằng b bao nhiêu, coi thể tích khí không đđổi ?... đúng các định đ luật về chất khí đãã học h Tuy nhiên, sự khác biệt giữa khí thực và khí lý tưởng ng không lớn l ở những nhiệt độ và áp suất su thông thường Do đó, trong đời sống và kĩ thuật, t, khi không yêu cầu c độ chính xác cao, ta có th thể áp dụng các định luật của chất khí lý tưởng ng đđể tính áp suất, thể tích và nhiệt độ cho khí thực th 2 Phương trình trạng thái của a khí lý tưởng t Từ biểu... không khí trong chai bằng ng áp suất su khí quyển và bằng 9,8.10 Pa, nhiệtt độ đ ban đầu của không 0 khí trong chai là -3 C Bài 11 Một bình được nạpp khí ở nhiệt độ 330C dưới áp suấtt 300 kPa Sau đó bình b được 0 chuyển đến nơi có nhiệt độ 37 C Tính độ đ tăng áp suất củaa khí trong bình Bài 12 Một lượng hơi nướcc có nhiệt nhi độ 1000C và áp suất p100 = 1 atm ở trong một bình kín Làm nóng bình và khí. .. dây tóc chứa ch khí trơ ở 270C và áp suất 0,6 atm Khi đèn sáng, áp suất su không khí trong bình là 1atm và không làm vỡ v bóng đèn Coi dung tích của c bóng đèn không đổi, nhiệt độ củaa khí trong đèn khi cháy sáng là: A 5000C B 2270C C 4500C D 3800C Câu 16 Khi đun nóng đẳng ng tích một m khối khí thêm 10C thì áp suấtt kh khối khí tăng thêm 1 360 áp suất ban đầu Nhiệt độ ban đầầu của khối khí đó là: A 870C... 422 456 Bài 7 Một lượng khí đựng ng trong một m xilanh có pit-tông chuyển động ng đư được Các thông số trạng thái của lượng ng khí này là: 2 atm; 15 lít; 300 K Khi pit-tông pit tông nén khí, áp su suất khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm m còn 12 lít Xác định nhiệt độ củaa khí nén Bài 8 Mộtt bóng thám không đư được chế tạo để có thể tăng bán kính lên ttới 10 m khi bay ở tầng khí quyển có áp suấtt... khí ở nhiệt độ 27 C để cho thể tích của nó chỉ còn là 4 l, vì nén nhanh khí bị nóng lên đến 600C Hỏi áp suấtt của c khí tăng lên bao nhiêu lần ? Bài 15 Một bình bằng ng thép dung tích 50 l chứa khí hiđrô ở áp suấtt 5 MPa và nhi nhiệt độ 370C Dùng bình này bơm đượcc bao nhiêu quả qu bóng bay, dung tích mỗi quảả 10 l, áp suất mỗi quả 5 1,05.10 Pa ? Nhiệt độ khí trong bóng bay là 120C Bài 16 Một mol khí. .. không khí vào khoảảng 30,6 kPa, còn nhiệt độ là 230 K Tính khối lượng ng riêng và mật m độ phân tử của không khí tạại độ cao đó ? Coi không khí như một khí thuầần nhất có khối lượng ng mol là 28,8 g/mol Bài 18 Một lượng không khí bịị giam trong một quả cầu đàn hồii có thể th tích 2,5 l, ở nhiệt độ 0 20 C và áp suấtt 99,75 kPa Khi nhúng quả qu cầu vào nước có nhiệtt đđộ 50C thì áp suất của không khí trong... nhiệt độ t = 270C, áp suất 105 Pa Biết rằng ng khí đó là hiđrô có khối kh lượng ng mol là M = 2 g/mol Bài 2 Tìm sự phụ thuộc củaa áp suất su p của chất khí vào số phân tử khí n có trong một m đơn vị thể tích (còn gọi là mật độ phân ttử khí) Bài 3 Một bình chứaa ôxi có dung tích 10 l, áp suấtt 250 kPa và nhi nhiệt độ 270C Tính khối lượng ôxi trong bình Bài 4 Khí chứa trong mộtt bình dung tích 3 l, áp suấtt... cứng k = 1300 N/m và luôn bị b nén 1cm, Hỏi khi đun khí ban đầu đ ở áp suất khí quyển 5 0 p0 = 10 Pa, có nhiệt độ 27 C thì đến nhiệt độ bao nhiêu van sẽ mở ra? A 3900C B 1170C C 35,10C D 3510C Câu 6 Một bình chứaa N = 3,01.1023 phân tử khí Heli Khối lượng ng khí Heli chứa ch trong bình là: A 2g B 4g C 6g D 8g 23 Câu 7 Một bình chứaa N = 3,01.10 phân tử khí Heli Biết nhiệt độ trong bình là 00C và áp suất