PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA CHẤT KHÍ Câu 1: Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 27oC và áp suất 40 atm.. Câu 5: Một khí cầu có thể tích V = 336m3 và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm k
Trang 1BÀI TẬP VẬT LÝ 10 CHƯƠNG 5+6 BÀI TẬP VỀ CÁC ĐẲNG QUÁ TRÌNH Câu 1: Tính khối lượng khí ôxi đựng trong một bình thể tích 10 lít dưới áp suất 150 atm ở nhiệt độ 0oC Biết
ở điều kiện chuẩn khối lượng riêng của ôxi là 1,43 kg/m3
Câu 2: Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất 5 bar và nhiệt độ 25oC Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 50oC Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này
Câu 3: Một quả bóng có dung tích 2,5 lít Người ta bơm không khí có áp suất p 1 = 1atm vào bóng Mỗi lần bơm ta đưa được 125 cm 3 không khí vào bóng Hỏi sau khi bơm 24 lần áp suất bên trong quả bóng là bao
nhiêu? Xem nhiệt độ không đổi giải bài toán trong TH:
a) Trước khi bơm, bóng không chứa không khí
b) Trước khi bơm, bóng chứa không khí ở áp suất 1atm
c) Trước khi bơm, bóng chứa không khí ở áp suất 1,2 atm
Câu 4: Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 cm 2 và khoảng chạy 25cm để bơm một bánh xe đạp sao
cho áp lực của bánh xe đạp lên mặt đường là 350N thì diện tích tiếp xúc là 50 cm2 Ban đầu bánh xe đạp
chứa không khí ở áp suất khí quyển p 0 = 10 5 Pa và thể tích là V 0 = 1500 cm 3 Giả thiết khi áp suất không khí
trong bánh xe vượt quá 1,5 p o thì thể tích của bánh xe đạp là 2000 cm3
a) Hỏi phải đẩy bơm bao nhiêu lần?
b) Nếu do bơm hở, mỗi lần đẩy bơm chỉ đưa được 100 cm 3 không khí vào bánh xe thì phải đẩy bơm bao nhiêu lần?
Câu 5: Một cột không khí chứa trong một ống nhỏ, dài, tiết diện đều Cột không khí được ngăn cách với khí
quyển bởi một cột thủy ngân có chiều dài d = 150mm Áp suất khí quyển là: p 0 = 750 mmHg Chiều dài cột không khí khi ống nằm ngang là l 0 = 144mm Hãy tính chiều dài cột không khí nếu:
a) Ống thẳng đứng, miệng ống ở trên
b) Ống thẳng đứng, miệng ống ở dưới
c) Ống đặt nghiêng góc 300 so với phương ngang, miệng ống ở dưới
d) Ống đặt nghiêng góc 300 so với phương ngang, miệng ống ở trên
(giả sử ống đủ dài để cột thủy ngân luôn ở trong ống và nhiệt độ là không đổi)
ĐS: a) l 1 = 120mm; b) l 2 = 180mm; c) l 3 = 160mm; d) l 4 = 131mm;
Câu 6: Vẽ đường biểu diễn quá trình làm nóng đẳng áp 10 g khí Heli (M = 4 g/mol) có áp suất po = 105Pa và
nhiệt độ ban đầu T o = 300K trên các đồ thị p – V; p – T; V – T.
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA CHẤT KHÍ Câu 1: Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 27oC và áp suất 40 atm Nếu giảm nhiệt độ xuống tới 12oC
và để một nửa lượng khí thoát ra ngoài (⇔V2 =2V1) thì áp suất khí còn lại trong bình là bao nhiêu?
Câu 2: Một bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3cm Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu vòi bơm
và ấn pit-tông từ từ để nén không khí trong bơm sao cho nhiệt độ không đổi Tính lực tác dụng lên pi-tông
khi thể tích của không khí trong bơm giảm đi 4 lần Áp suất của khí quyển là p a = 10 5 atm.
Câu 3: Một khối khí lí tưởng có thể tích 10 lít, nhiệt độ 27 o C, áp suất 1 atm biến đổi hai quá trình:
- Quá trình (1): đẳng tích, áp suất tăng gấp 2
- Quá trình (2): đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít
a) Tìm nhiệt độ sau cùng của khí.
b) Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi của khí trong các hệ trục tọa độ (p,V); (V, T); (p, T).
Trang 2(2)
p
(1)
Câu 4: Hình vẽ là đồ thị của sự biết đổi trạng thái của 1 mol khí lí tưởng trong hệ tọa độ (p, T) Hãy vẽ đồ
thị của sự biến đổi trạng thái trên trong các hệ tọa độ (p, V) và (V, T)
Câu 5: Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình 1-2-3-4 (hình vẽ) Biết: T1 =
T2 = 400 K; T3 = T4 = 200K; V1 = 40 dm3; V2 = 10 dm3
a) Tính áp suất p ở các trạng thái (p1, p2, p3, p4).
b) Vẽ đồ thị trên hệ (p - V).
BÀI TẬP TỔNG HỢP CHẤT KHÍ Câu 1: Khối khí có p = 1atm, V1 = 10 lít được dãn nở đẳng áp, thể tích tăng gấp 2 lần Tính công do khí
thực hiện
ĐS: 1000 J
Câu 2: Một khối khí có p1 = 1atm, V1 = 12 lít, t1 = 27oC được đun nóng đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 77oC Tính công của khí
ĐS: 200J
Câu 3: Một khối khí có V = 7,5 lít, p = 2.105 N/m2, t = 27oC, bị nén đẳng áp và nhận một công 50 J Tính nhiệt độ của khí sau khi nén
Câu 4: Một xilanh có pit-tông cách nhiệt đặt nằm ngang Pit-tông ở vị trí chia xi lanh thành hai phần bằng
nhau, chiều dài mỗi phần là 30 cm Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17oC và áp suất 2 atm Muốn pit-tông dịch chuyển 2 cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu độ? Áp suất của khí khi pit-tông đã dịch chuyển là bao nhiêu?
Câu 5: Một khí cầu có thể tích V = 336m3 và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài Không khí nóng phải có nhiệt độ bằng bao nhiêu để khí cầu bắt đầu bay lên? Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 27oC và áp suất 1atm; Khối lượng mol của không khí ở điều kiện chuẩn là 29 g/mol
CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 1: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105kg được đun nóng tới 1420C vào một cốc đựng nước ở
200C, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 420C Tính khối lượng của nước trong cốc, biết nhiệt dung riêng của nước là 880J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K
Bài 2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng m1 = 100g có chứa m2 = 375g nước ở nhiệt độ 25oC Cho vào nhiệt lượng kế một vật bằng kim loại khối lượng m3 =400g ở 90oC Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30oC Tìm nhiệt dung riêng của miếng kim loại Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K
Bài 3: một bình kín chứa 2g khí lý tưởng ở 200C được đun nóng đẳng tích để áp suất khí tăng lên 2 lần
a Tính nhiệt độ của khí sau khi đun
b Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích khí là 12,3.10 J/kg.K3
Bài 4: Một hòn bi bằng chì khối lượng 100g, rơi từ độ cao 50m xuống và va chạm mềm với đất Tính độ
tăng nội năng và độ tăng nhiệt độcủa hòn bi khi chậm đất, nếu giả sử 50% độ tăng nội năng của hòn bi được biến thành nhiệt làm nóng hòn bi Bỏ qua ma sát Cho biết nhiệt dung riêng của chì là c = 0,13.103J/kg.K, lấy
g = 10m/s2
Đs: 50J, 1,90C
Bài 5: Có 2,6g hiđrô ở 270C được đun nóng đẳng áp đến thể tích tăng gấp đôi Hãy tính:
a Công do khí htực hiện
b Nhiệt lượng truyền cho khối khí đó
(3)
(2)
(1)
(4)
400 200
10
40
3
V dm
( )
T K O
Trang 3c Độ biến thiên nội năng của khối khí
Cho biết nhiệt dung riêng của hiđrô trong quá trình đẳng áp cp = 14,3.103J/kg.K
Đs: 3241J; 11154J; 7913J
Bài 6: Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện công 2kJ
a Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng mà nó truyền cho nguồn lạnh
b Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất động cơ đạt 25%?
Bài 7: Một máy hơi nước có công suất 25KW, nhiệt độ nguồn nóng là t1 = 220 0C, nguồn lạnh là t2 = 620C Biết hiệu suất của động cơ này bằng 2/3 lần hiệu suất lí tưởng ứng với 2 nhiệt độ trên Tính lượng than tiêu thụ trong thời gian 5 giờ Biết năng suất tỏa nhiệt của than là q = 34.106J
Bài 8 Người ta truyền cho khí trong xilanh lạnh nhiệt lượng 110J Chất khí nở ra thực hiện công 75J đẩy
pittong lên Nội năng của khí biến thiên một lượng là bao nhiêu
Bài 9 Người ta đun nóng đẳng áp 45gam khí H2 từ 250 C đến 1200 C Tính công mà khí thực hiện được Cho khối lượng mol H2 = 2 lấy R = 8,31J/mol.K
CHƯƠNG 5: CHẤT KHÍ
Mức độ nhớ
Câu 184 Khi khoảng cách giữa các phân tử rất nhỏ, thì giữa các phân tử
A chỉ có lực đẩy
B có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực đẩy lớn hơn lực hút
C chỉ lực hút
D có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực đẩy nhỏ lực hút
Câu 185 Tính chất nào sau đây không phải là chuyển động của phân tử vật chất ở thể khí?
A Chuyển động hỗn loạn
B Chuyển động hỗn loạn và không ngừng
C Chuyển động không ngừng
D Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định
Câu 186 Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử ở thể khí?
A chuyển động không ngừng
B chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao
C Giữa các phân tử có khoảng cách
D Có lúc đứng yên, có lúc chuyển động
Câu 187 Nhận xét nào sau đây không phù hợp với khí lí tưởng?
A Thể tích các phân tử có thể bỏ qua
B Các phân tử chỉ tương tác với nhau khi va chạm
C Các phân tử chuyển động càng nhanh khi nhiệt độ càng cao
D Khối lượng các phân tử có thể bỏ qua
Câu 188 Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình
A Đẳng nhiệt B Đẳng tích C Đẳng áp D Đoạn nhiệt
Câu 189 Trong các đại lượng sau đây, đại lượng nào không phải là thông số trạng thái của một lượng khí?
A Thể tích B Khối lượng C Nhiệt độ tuyệt đối D Áp suất
Câu 190 Một lượng khí xác định, được xác định bởi bộ ba thông số:
A áp suất, thể tích, khối lượng B áp suất, nhiệt độ, thể tích
C thể tích, khối lượng, nhiệt độ D áp suất, nhiệt độ, khối lượng
Câu 191 Hệ thức nào sau đây là hệ thức của định luật Bôilơ Mariốt?
A p1V2 = p2V1. B V p =hằng số. C pV =hằng số D =
p
V
hằng số
Câu 192 Quá trình biến đổi trạng thái trong đó thể tích được giữ không đổi gọi là quá trình:
A Đẳng nhiệt B Đẳng tích C Đẳng áp D Đoạn nhiệt
Câu 193 Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật Sáclơ.
T
p
2 1
1
T
p T
p =
Trang 4Câu 194 Quá trình biến đổi trạng thái trong đó áp suất được giữ không đổi gọi là quá trình:
A Đẳng nhiệt B Đẳng tích C Đẳng áp D Đoạn nhiệt
Câu 195 Phương trình trạng thái của khí lí tưởng:
T
pV
V
pT
P
= hằng số
Mức độ hiểu:
Câu 196 Câu nào sau đây nói về lực tương tác phân tử là không đúng?
A Lực phân tử chỉ đáng kể khi các phân tử ở rất gần nhau
B Lực hút phân tử có thể lớn hơn lực đẩy phân tử
C Lực hút phân tử không thể lớn hơn lực đẩy phân tử
D Lực hút phân tử có thể bằng lực đẩy phân tử
Câu 197 Theo quan điểm chất khí thì không khí mà chúng ta đang hít thở là
A khi lý tưởng B gần là khí lý tưởng C khí thực D khí ôxi
Câu 198 Khi làm nóng một lượng khí có thể tích không đổi thì:
A Áp suất khí không đổi
B Số phân tử trong đơn vị thể tích tăng tỉ lệ với nhiệt độ
C Số phân tử trong đơn vị thể tích không đổi
D Số phân tử trong đơn vị thể tích giảm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ
Câu 199 Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Bôilơ - Mariốt?
A p1V1 = p2V2. B 2
2 1
1
V
p V
p =
1 2
1
V
V p
p =
Câu 200 Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác – lơ.
p p
T = T
t
p
2 2
1
T
T p
p =
Câu 201 Trong hệ toạ độ (p,T) đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích?
A Đường hypebol
B Đường thẳng kéo dài thì đi qua gốc toạ độ
C Đường thẳng kéo dài thì không đi qua gốc toạ độ
D Đường thẳng cắt trục p tại điểm p = p0
Câu 202 Quá trình nào sau đây có liên quan tới định luật Saclơ.
A Qủa bóng bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên như cũ
B Thổi không khí vào một quả bóng bay
C Đun nóng khí trong một xilanh hở
D Đun nóng khí trong một xilanh kín
Câu 203 Hệ thức nào sau đây không phù hợp với quá trình đẳng áp?
A =
T
V
hằng số B V ~ T
1
2 1
1
T
V T
V
=
Câu 204 Phương trình trạng thái tổng quát của khí lý tưởng là:
T
pV
V
pT
p
VT
1 2 1
2 1
T
V p T
V p
=
Câu 205 Trường hợp nào sau đây không áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng
A Nung nóng một lượng khí trong một bình đậy kín
B Dùng tay bóp lõm quả bóng
C Nung nóng một lượng khí trong một xilanh làm khí nóng lên, dãn nở và đẩy pittông dịch chuyển
D Nung nóng một lượng khí trong một bình không đậy kín
Mức độ áp dụng:
Câu 206 Dưới áp suất 105 Pa một lượng khí có thể tích là 10 lít Nếu nhiệt độ được giữ không đổi và áp suất tăng lên 1,25 105 Pa thì thể tích của lượng khí này là:
A V2 = 7 lít B V2 = 8 lít C V2 = 9 lít D V2 = 10 lít
Trang 5Câu 207 Một xilanh chứa 100 cm3 khí ở áp suất 2.105 Pa Pit tông nén đẳng nhiệt khí trong xilanh xuống còn 50 cm3 Áp suất của khí trong xilanh lúc này là :
A 2 105 Pa B 3.105 Pa C 4 105 Pa D 5.105 Pa
Câu 208 Một lượng khí ở 00 C có áp suất là 1,50.105 Pa nếu thể tích khí không đổi thì áp suất ở 2730 C là :
A p2 = 105Pa.B.p2 = 2.105 Pa C p2 = 3.105 Pa D p2 = 4.105 Pa
Câu 209 Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 270C và ở áp suất 2.105 Pa Nếu áp suất tăng gấp đôi thì nhiệt độ của khối khí là :
A.T = 300 0K B T = 540K C T = 13,5 0K D T = 6000K
Câu 210 Một bình kín chứa khí ôxi ở nhiệt độ 270C và áp suất 105Pa Nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ
1770C thì áp suất trong bình sẽ là:
A 1,5.105 Pa B 2 105 Pa C 2,5.105 Pa D 3.105 Pa
Câu 211 Một cái bơm chứa 100cm3 không khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 105 Pa Khi không khí bị nén xuống còn 20cm3 và nhiệt độ tăng lên tới 3270 C thì áp suất của không khí trong bơm là:
A p2 =7.105Pa. B p 5Pa
2 =9.10 . D p 5Pa
2 =10.10
Câu 212 Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm3 khí ôxi ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ
3000K Khi áp suất là 1500 mmHg, nhiệt độ 1500K thì thể tích của lượng khí đó là :
A 10 cm3 B 20 cm3 C 30 cm3 D 40 cm3
Câu 213 Một lượng khí đựng trong một xilanh có pittông chuyển động được Các thông số trạng thái của
lượng khí này là: 2 at, 15lít, 300K Khi pittông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 at, thể tích giảm còn 12lít Nhiệt độ của khí nén là :
CHƯƠNG 6: CƠ NHIỆT ĐÔNG LỰC HỌC
Mức độ nhớ.
Câu 214 Chọn đáp án đúng.
Nội năng của một vật là
A tổng động năng và thế năng của vật
B tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật
C tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công
D nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt
Câu 215 Công thức tính nhiệt lượng là
A Q=mc∆t. B Q=c∆t. C Q=m∆t. D Q=mc.
Câu 216 Công thức nào sau đây là công thức tổng quát của nguyên lý một nhiệt động lực học ?
A ∆U =A+Q B ∆U =Q C ∆U =A. D A+Q=0
Câu 217 Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì
A Q < 0 và A > 0 B Q > 0 và A> 0 C Q > 0 và A < 0 D Q < 0 và A < 0
Câu 218 Chọn câu đúng.
A Cơ năng không thể tự chuyển hoá thành nội năng
B Quá trình truyền nhiệt là quá trình thuận nghịch
C Động cơ nhiệt chỉ có thể chuyển hoá một phần nhiệt lượng nhận được thành công
D Động cơ nhiệt có thể chuyển hoá hoàn toàn nhiệt lượng nhận được thành công
Mức độ hiểu.
Câu 219 Câu nào sau đây nói về nội năng không đúng?
A Nội năng là một dạng năng lượng
B Nội năng là nhiệt lượng
C Nội năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác
D Nội năng của một vật có thể tăng lên, hoặc giảm đi
Câu 220 Câu nào sau đây nói về nhiệt lượng là không đúng?
A Nhiệt lượng là số đo độ tăng nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt
B Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng
Trang 6C Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng.
D Nhiệt lượng không phải là nội năng
Câu 221 Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng?
A ∆U = Q với Q >0 B ∆U = Q + A với A > 0 C ∆U = Q + A với A < 0
D ∆U = Q với Q < 0
Mức độ áp dụng.
Câu 222 Biết nhiệt dung của nước xấp xỉ là 4,18.103 J/(kg.K) Nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg nước ở
200C sôi là :
A 8.104 J B 10 104 J C 33,44 104 J D 32.103 J.
Câu 223 Nhiệt lượng cần cung cấp cho 0,5 kg nước ở 00 C đến khi nó sôi là bao nhiêu? Nếu biết nhiệt dung của nước là xấp xỉ 4,18.103J/(kg.K)
A 2,09.105J B 3.105J C.4,18.105J D 5.105J
Câu 224 Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 2 J Khí nở ra đẩy pit-tông đi
một đoạn 5cm với một lực có độ lớn là 20N Độ biến thiên nội năng của khí là :
Câu 225 Người ta thực hiện công 100J để nén khí trong một xilanh Biết khí truyền ra môi trường xung
quanh nhiệt lượng 20J độ biến thiên nội năng của khí là :
Câu 226 Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100J Khí nở ra thực hiện công 70J đẩy pittông
lên Độ biến thiên nội năng của khí là :
Mức độ phân tích
Câu 227 Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 200 C Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 750C Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài, nhiệt dụng riêng của nhôm là 0,92.103 J/(kg.K); của nước là 4,18.103 J/(kg.K); của sắt là 0,46.103 J/ (kg.K) Nhiệt độ của nước khi bắt đầu cân bằng là:
A t = 10 0C B t = 150 C C t = 200 C D t = 250 C
Câu 228 Truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xilanh hình trụ, khí nở ra đẩy pittông chuyển động làm thể tích của khí tăng thêm 0,5m3 Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và coi áp suất này không đổi trong qúa trình khí thực hiện công Độ biến thiên nội năng của khí là:
A 1 106 J B 2.106 J C 3.106 J D 4.106 J