Bài 49. Bài tập về chất khí

BÀI TẬP CHƯƠNG V: CHẤT KHÍ A. TỰ LUẬN 1. Biết khối lượng của 1 mol nước 3 18.10 µ − = kg và 1mol có 23 6,02.10 A N = phân tử. Xác định số phân tử có trong 200 cm 3 nước. Khối lượng riêng của nước là 1000 ρ = kg/m 3 . 2. Một lượng khí khối lượng 15kg chứa 5,64.10 26 phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hidro và cacbon. Hãy xác định khối lượng của nguyên tử cacbon và hidro trong khí này. Biết một mol khí có 23 6,02.10 A N = phân tử. 3. Một lượng khí ở nhiệt độ 18 o C có thể tích 1m 3 và áp suất atm. Người ta nén đẳng nhiệt khí với áp suất 3,5atm. Tích thể tích khí nén. 4. Người ta điều chế khí hidro và chứa một bình lớn dưới áp suất 1atm ở nhiệt độ 20 o C. Tính thể tích khí, lấy từ bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ thể tích là 20lit dưới áp suất 25atm. Coi nhiệt độ không đổi. 5. Tính khối lượng khí oxi đựng trong bình thể tích 10 lit dưới áp suất 150atm ở nhiệt độ 0 o C. Biết ở đều kiện chuẩn khối lượng riêng của oxi là 1,43 kg/m 3 . 6. Ở chính giữa một ống thủy tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100cm, hai đầu bịt kín có một cột thủy ngân dài h = 20cm. Trong ống có không khí. Khi đặt ống thẳng đứng cột thủy ngân dịch chuyển xuống dưới một đoạn l = 10cm. Tìm áp suất của không khí trong ống khi ống nằm ngang ra cmHg và Pa. Coi nhiệt độ không khí trong ống không đổi và khối lượng riêng thủy ngân là ρ = 1,36.10 4 kg/m 3 . 7. Một bình kín chứa khí oxi ở nhiệt độ 20 0 C và áp suất 10 5 Pa. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiêt độ 40 0 C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu ? 8. Một săm xe máy được bơm căng không khí ở nhiệt độ 20 0 C và áp suất 2 atm. Hỏi săm có bị nổ không khi để ngoài nắng nhiệt độ 42 0 C? Coi sự tăng thể tích của săm là không đáng kể và biết săm chỉ chịu được áp suất tối đa là 2,5 atm. 9. Một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình lên tới 200 0 C. Áp suất không khí trong bình là bao nhiêu? Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể. 10. Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5cm 2 . Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiêu bằng bao nhiêu để nút bật ra ? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.10 4 Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -3 0 C. 11. Một lượng khí đựng trong một xi lanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 2 atm, 300K. Khi pit tong nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12l. Xác định nhiệt độ của khí nén. 12. Một bóng thám không được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,03atm và nhiệt độ 200K. Hỏi bán kímh của bong khi bơm, biêt bóng được bơm khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 300K ? 13. Tính khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 100 0 C và áp suất 2.10 5 Pa. Biết khối lượng riêng của không khí ở 0 0 C và 1,01.10 5 Pa là 1,29kg/m 3 . 14. Một bình cầu dung dịch 20l chứa oxi ở nhiệt độ 16 0 C và áp suất 100atm. Tính thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn. Tạo sao kết quả tìm được chỉ là gần đúng? 15. Người ta bơm khí oxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000l. sau nữa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24 0 C và áp suất 765mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây. Coi quá trình bơm diễn ra một cách điều đặn. 16. Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10 o C, trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính thể tích của lượng khí đã ra khỏi phòng và khối lượng không khí còn lại trong phòng. 17. Một xi lanh có pittong cách nhiệt và nằm ngang. Pittong Đinh Đức Mạnh : Nguyễn Minh Cường : Võ Thanh Tùng : Lê Nguyên Phước : Trả cũ Câu : Hệ thức sau định luật Boyle - Mariotte ? A) p1V2 = p2V1 C) pV = số B) D) p = const V V = const p Câu : Trong hệ thức sau phù hợp với định luật Sác - lơ A) pV = const T p C) t = const p1 p2 B) T = T D) p1 T2 = p2 T1 Câu : Phương trình sau phương trình trạng thái khí lí tưởng ? A) C) pV = const T VT = const p B) pT = const V D) p1V2 p1V1 = T1 T2 I_ Một số nét chung II_ Bài tập vận dụng III_ Vẽ đồ thị IV_ Bài tập trắc nghiệm I_ Một số nét chung Biết thông số trạng thái p1, V1, T1 trạng thái ban đầu lượng khí : sau trình biến đổi, trạng thái cuối thông số có giá trị p2 ,V2 ,T2 mà số chưa biết, cần phải tính Sẽ có tình sau : ) Trong trình biến đổi có thông số không đổi A ) Nhiệt độ T không đổi ( đẳng nhiệt ) : T = số Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt dạng : pV = const Hoặc p1 V2 = p2 V1 b) Thể tích V không đổi ( đẳng tích ) V1 = V2 c) Áp suất p không đổi ( đẳng áp ) p1 = p2 Áppdụng định luật Sác-lơ Áp dụng định luật Gay Luy-xác V T = const p1 p2 = T1 T2 T Hoặc = const V1 V2 = T1 T2 Trong trình biến đổi ba thông số biến đổi không cần biết đến khối lượng chất khí dùng phương trình trạng thái pV = const T Hoặc p1V1 p2V2 = T1 T2 Cần tính khối lượng chất khí, cho khối lượng chất khí làm kiện để tính đại lượng khác dùng phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-đép m pV = RT µ II_ Bài tập vận dụng Một bình chứa ôxi ( O2 ) nén áp suất p = 15MPa nhiệt độ t = 370C có khối lượng ( bình khí ) M = 50kg Dùng khí thời gian, áp suất khí p = Mpa nhiệt độ t = 70C, khối lượng bình khí M = 49kg a)Hỏi khối lượng khí lại bình ? b)Tính dung tích V bình Biết khối lượng mol ôxi 32g/mol P = 15MPa t = 370C = 3100K M = 50kg a) M = ? P = 5MPa t = 70C = 2800K M = 49kg b) V = ? P = 15MPa t = 370C = 3100K M = 50kg P = 5MPa t = 70C = 2800K M = 49kg a) M = ? b) V = ? Gọi m m khối lượng ôxi bình trước sau dùng V dung tích bình Áp dụng phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép cho lượng khí ôxi m m, ta có phương trình : m1 m p1V = RT1 p2V = RT2 µ µ Dung tích V bình p1 m1 T1 m2 RT2 → 0,58.= 8,31.280 V= = p2 m2 6T2≈ 0,0084m ≈ 8,4l µp2 0,032.5.10 m1 p1 T2 15 280 ⇒ = = = 2,71 m2 p2 T1 310 (1) Mặt khác : m1 − m2 = M − M = 1kg Từ (1) (2) ⇒ 2,71m2 − m2 = 1kg ⇒ m2 = (2) ≈ 0,58 1,71 Vẽ đường biểu diễn trình làm nóng đẳng áp 10g khí heli có áp suất p0 = 105 Pa nhiệt độ ban đầu T = 300 K đồ thị p – V, p – T, V - T Thể tích V khí phụ thuộc vào nhiệt độ T sau : V= m R 10 8,31 ⋅ ⋅ T = ⋅ T ≈ 2,08 ⋅ 10−4 T µ p0 10 Với T0 = 300 K V0 = 0,0624m = 62,4l Trên đồ thị p – V p – T, đường biểu diễn nửa đường thẳng song song với trục hoành, kéo dài cắt trục tung ( áp suất ) điểm có tung độ p0 = 105 Pa Trên đồ thị V – T đường biểu diễn nửa đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ O, độ dốc 2,08.10-4 p p 105 Pa 105 Pa O 25l 62,4l V 62,4l 25l O A B O V 300 K Z A J B 300 K T T 1) Khi ta làm nóng đẳng tích lượng khí lí tưởng, đại lượng sau không đổi ? n a) p n b) T p c) T d) nT 2) Hai bình chứa khí lí tưởng nhiệt độ Bình B có dung tích gấp đôi bình A, có số phân tử nửa số phân tử bình A Một phân tử khí B có khối lượng gấp đôi khối lượng mổi phân tử bình A Áp suất khí bình B so với áp suất bình A : a) Bằng C ) Bằng b) Bằng nửa d) Gấp đôi 2) Hai phòng kín tích nhau, thông với cửa mở Nhiệt độ không khí phòng khác nhau, số phân tử phòng so với : a) Bằng b) Nhiều phòng nóng c) Nhiều phòng lạnh d) Tùy kích thước cửa Bài 49. BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Sau khi làm bài tập của các tiết trước trong chương, học sinh có kỹ năng, học sinh có kỹ năng giải bài tập về chất khí, biết vận dụng các định luật thích hợp từ đơn giản (3 định luật về chất khí) đến phức tạp (phương trình C – M), biết dụng đúng đơn vị trong các phương trình, biết vẽ đường biểu diễn một số quá trình vật lí trên đồ thị p – V, p – T, V – T. 1.2. Kĩ năng: - Vận dụng các định luật, phưưong trình về chất khí giải bài tập. - Xác định các đại lượng trong bài. - Tính toán. 1.3. Thái độ (nếu có): 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Một số bài tập và phương pháp giải. 2.2. Học sinh: - Ôn lại các định luật và các phươpng trình về chất khí. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Viết phương trình C – M? R? k? - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi. - Yêu cầu học sinh trả lời. - Nhận xét trả lời câu hỏi. Hoạt động 2 ( phút): Tóm tắt kiến thức và phương pháp giải Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc sách giáo khoa phần một. Tìm hiểu các tình huống. - Tóm tắt kiến thức. - Nêu được cách giải trong các trường hợp khác nhau. Yêu cầu HS nêu được tóm tắt các kiến thức cơ bản. - Tìm được phương pháp giải khi biết được đại lượng còn lại. Hoạt động 3 ( phút): Làm bài tập Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 2 SGK. - Vận dụng giải bài tập theo yêu cầu và hướng dẫn của GV. - Vẽ đồ thị cho các trường hợp hình H49.1, H49.2, H49.3. - Làm bài tập phàn 4 SGK. - Yêu cầu HS làm bài tập phần 3. - Hướng dẫn học sinh giải. - Yêu cầu HS làm các bài tạp trong các trường hợp và các đẳng quá trình khác nhau , vẽ được đồ thị. - Hướng dấn HS làm và vẽ. - Vẽ một đồ thị với không phải đẳng trình, yêu cầu HS tìm quá trình đó. + Hướng dẫn HS phân tích và giải các bài tập trắc nghiệm. Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung bài. - Nêu câu hỏi trức nghiệm về nội dung bài. - Nhận xét câu trả lời. - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. Hoạt động 5 ( phút): Hướng dẫn về nhà Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Những sự chuẩn bị cho bài sau. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM 1 BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Biết vận dụng các phương trình thích hợp ( 3 đl về chất khí, phương trình trạng thái, phương trình C-M) để giải các bài toán - Dùng đúng đơn vị khi gặp một phương trình chứa nhiều đại lượng khác nhau - Biết vẽ đương biểu diễn một số quá trình vật lí trên đồ thị p-V, p-T, V-T. 2. Kỹ năng - Tính toán biểu thức với con số phức tạp - Biết cách xác định đơn vị các đại lượng trong phương trình - Vận dụng phương trình để giải các bài tập liên quan B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Một số bài tập và phương pháp giải 2. Học sinh Kiến thức về mol, các định luật, phương trình trạng thái, phương trình C-M C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1(5phút): Kiểm tra bài cũ 2 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung ghi bảng - HS viết phương trình C-M ở 2 dạng và Giải thích các đại lượng và đơn vị trong công thức - Viết phương trình C-M ở 2 dạng? Giải thích các đại lượng và đơn vị trong công thức Hoạt động 2(30 phút ) Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung ghi bảng - HS nêu được tóm tắt kiến thức cơ bản - HS nêu được cách giải trong các trường hợp khác nhau - Ycầu HS nêu được tóm tắt kiến thức cơ bản - Ycầu HS nêu được cách giải trong các trường hợp khác nhau 1. Tóm tắt kiến thức và phương pháp giải: -Nếu đề cho V, T, p biến đổi thì áp dụng : 1 1 2 2 1 2 pV p V T T  -Nếu đề cho T = const thì áp dụng : pV = const Hay: p 1 V 1 = p 2 V 2 -Nếu đề cho p = const thì 3 áp dụng : 1 1 2 2 onst V T V T V c T   -Nếu đề cho V = const thì áp dụng : 1 2 1 2 onst p p c T p T T   - Nếu đề cho khối lượng hoặc ycầu tính khối lượng thì áp dụng: m pV RT RT     - HS đọc và phân tích đề - HS đổi đơn vị - HS giải bài - Ycầu HS đọc và phân tích đề - Ycầu HS đổi đơn vị - Ycầu HS giải bài 2.Bài tập vận dụng m 1 và m 2 là khối lượng ôxi trong bình trước và sau khi dùng. a. Áp dụng phtr C-M cho m 1 và m 2 ,ta có: m 1 =2,71 m 2 Mặt khác: m 1 - m 2 =1 kg Nên: m 2 =0,58 kg 4 b. Áp dụng phtr C-M , dung tích bình: V= 8,4 lít - HS làm và vẽ đồ thị H49.1, H49.2, H49.3 - Hướng dẫn HS làm và vẽ đồ thị 3.Vẽ đồ thị: Hoạt động 3(5phút):Củng cố Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung ghi bảng - Thảo luận nhóm và trả lời -HD HS trả lời câu hỏi 1-4 trắc nghiệm SGK Hoạt động 4(5 phút ) Dặn dò Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung ghi bảng -Ghi câu hỏi và btập về nhà -Chuẩn bị bài sau -Nêu câu hỏi và btập về nhà -Ycầu HS chuẩn bị bài sau Bài 49. BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Sau khi làm bài tập của các tiết trước trong chương, học sinh có kỹ năng, học sinh có kỹ năng giải bài tập về chất khí, biết vận dụng các định luật thích hợp từ đơn giản (3 định luật về chất khí) đến phức tạp (phương trình C – M), biết dụng đúng đơn vị trong các phương trình, biết vẽ đường biểu diễn một số quá trình vật lí trên đồ thị p – V, p – T, V – T. 1.2. Kĩ năng: - Vận dụng các định luật, phưưong trình về chất khí giải bài tập. - Xác định các đại lượng trong bài. - Tính toán. 1.3. Thái độ (nếu có): 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Một số bài tập và phương pháp giải. 2.2. Học sinh: - Ôn lại các định luật và các phươpng trình về chất khí. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Viết phương trình C – M? R? k? - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi. - Yêu cầu học sinh trả lời. - Nhận xét trả lời câu hỏi. Hoạt động 2 ( phút): Tóm tắt kiến thức và phương pháp giải Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc sách giáo khoa phần một. Tìm hiểu các tình huống. - Tóm tắt kiến thức. - Nêu được cách giải trong các trường hợp khác nhau. Yêu cầu HS nêu được tóm tắt các kiến thức cơ bản. - Tìm được phương pháp giải khi biết được đại lượng còn lại. Hoạt động 3 ( phút): Làm bài tập Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 2 SGK. - Vận dụng giải bài tập theo yêu cầu và hướng dẫn của GV. - Vẽ đồ thị cho các trường hợp hình - Yêu cầu HS làm bài tập phần 3. - Hướng dẫn học sinh giải. - Yêu cầu HS làm các bài tạp trong các trường hợp và các đẳng quá trình khác nhau , vẽ được đồ thị. - Hướng dấn HS làm và vẽ. H49.1, H49.2, H49.3. - Làm bài tập phàn 4 SGK. - Vẽ một đồ thị với không phải đẳng trình, yêu cầu HS tìm quá trình đó. + Hướng dẫn HS phân tích và giải các bài tập trắc nghiệm. Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung bài. - Nêu câu hỏi trức nghiệm về nội dung bài. - Nhận xét câu trả lời. - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. Hoạt động 5 ( phút): Hướng dẫn về nhà Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những sự chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM Bài 49. BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Sau khi làm bài tập của các tiết trước trong chương, học sinh có kỹ năng, học sinh có kỹ năng giải bài tập về chất khí, biết vận dụng các định luật thích hợp từ đơn giản (3 định luật về chất khí) đến phức tạp (phương trình C – M), biết dụng đúng đơn vị trong các phương trình, biết vẽ đường biểu diễn một số quá trình vật lí trên đồ thị p – V, p – T, V – T. 1.2. Kĩ năng: - Vận dụng các định luật, phưưong trình về chất khí giải bài tập. - Xác định các đại lượng trong bài. - Tính toán. 1.3. Thái độ (nếu có): 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Một số bài tập và phương pháp giải. 2.2. Học sinh: - Ôn lại các định luật và các phươpng trình về chất khí. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Viết phương trình C – M? R? k? - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi. - Yêu cầu học sinh trả lời. - Nhận xét trả lời câu hỏi. Hoạt động 2 ( phút): Tóm tắt kiến thức và phương pháp giải Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc sách giáo khoa phần một. Tìm hiểu các tình huống. - Tóm tắt kiến thức. - Nêu được cách giải trong các trường hợp khác nhau. Yêu cầu HS nêu được tóm tắt các kiến thức cơ bản. - Tìm được phương pháp giải khi biết được đại lượng còn lại. Hoạt động 3 ( phút): Làm bài tập Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 2 SGK. - Vận dụng giải bài tập theo yêu cầu và hướng dẫn của GV. - Vẽ đồ thị cho các trường hợp hình - Yêu cầu HS làm bài tập phần 3. - Hướng dẫn học sinh giải. - Yêu cầu HS làm các bài tạp trong các trường hợp và các đẳng quá trình khác nhau , vẽ được đồ thị. - Hướng dấn HS làm và vẽ. H49.1, H49.2, H49.3. - Làm bài tập phàn 4 SGK. - Vẽ một đồ thị với không phải đẳng trình, yêu cầu HS tìm quá trình đó. + Hướng dẫn HS phân tích và giải các bài tập trắc nghiệm. Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung bài. - Nêu câu hỏi trức nghiệm về nội dung bài. - Nhận xét câu trả lời. - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. Hoạt động 5 ( phút): Hướng dẫn về nhà Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những sự chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM ... đổi không cần biết đến khối lượng chất khí dùng phương trình trạng thái pV = const T Hoặc p1V1 p2V2 = T1 T2 Cần tính khối lượng chất khí, cho khối lượng chất khí làm kiện để tính đại lượng khác... phương trình trạng thái khí lí tưởng ? A) C) pV = const T VT = const p B) pT = const V D) p1V2 p1V1 = T1 T2 I_ Một số nét chung II_ Bài tập vận dụng III_ Vẽ đồ thị IV_ Bài tập trắc nghiệm I_ Một... Men-đê-lê-đép m pV = RT µ II_ Bài tập vận dụng Một bình chứa ôxi ( O2 ) nén áp suất p = 15MPa nhiệt độ t = 370C có khối lượng ( bình khí ) M = 50kg Dùng khí thời gian, áp suất khí p = Mpa nhiệt độ t