Chương 6 - Chat khi1

Bài tập chương chất khí cơ bản và nâng cao, dành cho GV dạy thêm và bồi dưỡng HSG rất tốt

Trang 1



I – Kiến thức cơ bản

1/ Cấu tạo chất – Thuyết động học phân tử chất khí – Khí lí tưởng

a/ Cấu tạo chất

Chất được cấu tạo từ những phân tử hay nguyên tử, chuyển động nhiệt không ngừng

Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn Do đó, ở thể khí không có hình dạng và thể tích nhất định

Ở thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí này Do đó, chất rắn có thể tích và hình dạng xác định

Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn, nên các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyển được Do đó, chất lỏng có thể tích xác định nhưng chất lỏng không có hình dạng xác định

b/ Thuyết động học phân tử chất khí

Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng và được coi như là chất điểm

Các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn không ngừng gọi là chuyển động nhiệt Chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao

Khi chuyển động hỗn loạn, mỗi phân tử va chạm với phân tử khác và với thành bình, tạo ra áp suất chất lên thành bình

c/ Khí lí tưởng

Khí lí tưởng là khí được cấu tạo bởi các phân tử coi như chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng, chỉ tương tác với nhau khi va chạm Khí lí tưởng tuân theo đúng qui luật Boyle – Mariotte và định luật Charles

2/ Định luật Boyle – Mariotte (Biến đổi đẳng nhiệt)

Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các thông số trạng thái: áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi

Định luật Bôilơ – Mariốt: " Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích "

Biểu thức: hay

Đường biểu diễn áp suất p theo V là một nhánh parabol, gọi là

đường đẳng nhiệt Trong hình vẽ, đường đẳng nhiệt ở phía trên

có nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở phía dưới

3/ Quá trinh đẳng tích – Định luật Charles (Biến đổi đẳng tích)

V

p

ONhiệt độ tuyệt đối T (độ K):

Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích

Định luật Sắclơ: " Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp

suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối "

Trang 2

Đường đẳng tích là đường biểu diễn áp suất p theo nhiệt độ

tuyệt đối T khi thể tích không thay đổi

Đường đẳng tích là đường thẳng có phương qua gốc tọa độ

Đường đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn đường đẳng tích ở dưới

4/ Định luật Gay – Lussac (Biến đổi đẳng áp)

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp

Định luật Gay – Lussac: " Khi áp suất không đổi, thể tích của một khối lượng khí nhất định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối "

Đường đẳng áp là đường biểu diễn thể tích V theo nhiệt

độ tuyệt đối T khi áp suất không thay đổi

Đường đẳng áp là đường thẳng có phương đi qua gốc tọa độ

Đường đẳng áp ở trên ứng với áp suất nhỏ hơn đường đẳng áp ở dưới

5/ Phương trình trạng thái khí lí tưởng – Phương trình Medeleev – Chapeyron

Phương trình trạng thái khí lí tưởng: Xét khối khí lí tưởng xác định biến đổi từ trạng thái sang trạng thái Ta có: hay

Phương trình Medeleev – Chapeyron : Xét một lượng khí có khối lượng m, khối lượng mol của chất khí là Lượng khí này có thể tích V, áp suất p ở nhiệt độ được liên hệ theo phương trình: với

6/ Định luật Đan – Tôn

Áp suất của hỗn hợp khí bằng tổng áp suất riêng phần của các khí trong hỗn hợp:

7/ Phương trình cơ bản của khí lí tưởng

Phương trình cơ bản của khí lí tưởng: với

lần lượt là mật độ, khối lượng, vận tốc trung bình của phân tử khí

động năng trung bình của phân tử khí

V

TO

1

V

V < V

Hệ thức giữa nhiệt độ và động năng trung bình của phân tử khí: với độ : là

hằng số Bôn – zơ – man

Trang 3

II – Một số lưu ý khi giải bài tập

Đơn vị:

Dạng đồ thị:

Quá trình đẳng nhiệt(T ═ const)Quá trình đẳng tích(V ═ const)Quá trình đẳng áp

(P ═ cosnt)

Nhận xét dạng đồ thị:

Nếu đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái vuông góc với trục tọa độ nào (chẳng hạn

⊥ OP) thì đó là quá trình đó (quá trình đẳng áp)

Nếu đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái đi qua gốc tọa độ, lúc đó, đồ thị thiếu thành phần nào thì đó là quá trình đó (chẳng hạn như đồ thị (OP,OT) đi qua gốc tọa độ

O, thiếu V nên là quá trình đẳng tích)

Trong hệ trục tọa độ (OP, OV), quá trình đẳng nhiệt là một đường cong

Khi áp dụng phương trình Medeleev – Chapeyron: cần chú ý đến giá trị của R trong các hệ

đơn vị khác nhau (hệ SI: J/mol.độ, hệ hỗn hợp atm.l/mol.độ).

 Khi áp dụng phương trình cơ bản của khí lí tưởng cần kết hợp với các công thức

khác như: số phân tử khí trong bình (N = n V o = nN A), khối lượng một phân tử

khí o

A o

m m

N = 6,02.10 là số Avôgađrô, r là

khối lượng riêng của chất khí

Trang 4

BÀI TẬP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE (Quá trình đẳng nhiệt)

Bài 1 Một trái banh dung tích 2000 cm ,( )3 chứa không khí ở áp suất 2 atm( ) Người ta đá trái banh nên

dung tích còn lại 500 cm( )3 Tính áp suất của không khí trong trái banh lúc đó Xem nhiệt độ là không đổi

Bài 4 Nén chậm đẳng nhiệt khối khí thể tích 6 l( ) đến thể tích 4 ,( )l áp suất tăng thêm 4.10 N m 5( / 2) Hỏi

áp suất ban đầu của khí ?

ĐS: 8.10 N m5( / 2)

Bài 5 Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 7,5 l( ) xuống còn thể tích 5 l( ) thì thấy áp suất tăng lên một lượng

là 3.10 Pa 5( ) Hãy tính áp suất ban đầu của khí đó ?

ĐS: 6.10 Pa 5( )

Bài 6 Một khối khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 8 l( ) còn 4 ,( )l khi đó áp suất tăng thêm 2.10 N m 5( / 2)

Xác định áp suất ban đầu của khối khí ?

Bài 8 Một khối khí được biến đổi đẳng nhiệt từ trạng thái đầu có áp suất 1 atm ,( ) thể tích 5 l( ) đến

trạng thái cuối có áp suất 2,5.10 N m 5( / 2) Tính thể tích của khối khí ở trạng thái cuối ?

Bài 10 Một bính có dung tích 10 l( ) chứa một chất khí nặng hơn không khí dưới áp suất 30 atm( ) Cho

biết thể tích của khí thoát ra ngoài không khí khi ta mở nút bình Coi nhiệt độ của khí là không đổi và áp suất của khí quyển là 1 atm( )

ĐS: 290 l( )

Bài 11 Máy nén hút khí vào mỗi giây 3 l( ) không khí đưa vào bình cầu cứng có dung tích 45 l( ) Hỏi

sau bao lâu áp suất trong bình sẽ bằng 9 lần áp suất khí quyển ? Biết rằng áp suất ban đầu bằng áp suất khí quyển Coi nhiệt độ không đổi

Trang 5

ĐS: 2 phút.

Bài 12 Một quả bóng có dung tích 2,5 l( ) Người ta bơm không khí ở áp suất 10 Pa 5( ) vào bóng Mỗi lần

bơm được 125 cm( )3 không khí Tính áp suất của không khí trong quả bóng sau 45 lần bơm Coi quả bóng trước khi bơm không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi

ĐS: 2,25.10 Pa 5( )

Bài 13 Một quả bóng có dung tích không đổi, V= l1( ) chứa không khí ở áp suất 1 at( ) Dùng một cái

bơm không khí ở áp suất 1 at( ) vào bóng Mỗi lần bơm được 50 cm( )3 không khí Sau 60 lần bơm, áp suất không khí trong quả bóng là bao nhiêu ? Coi nhiệt độ là không đổi

ĐS: 4 at( )

Bài 14 Một bơm xe đạp mỗi lần bơm đẩy được 4.10 - 5( )m 3

không khí bên ngoài vào ruột xe (săm) Hỏi phải bơm bao nhiêu lần để áp suất không khí trong ruột xe là 1,616.10 N m 5( / 2) và biết rằng dung tích ruột xe lúc đó là 1,01.10 N m 5( / 2) Bỏ qua sự làm nóng của không khí khi bơm

ĐS: n = 80 lần

Bài 15 Mỗi lần bơm đưa được ( )3

o

các vỏ xe với mặt đường là 30 cm( )2 Thể tích của ruột xe sau khi bơm là 2000 cm( )3 Áp suất khí quyển p o = 1 atm( ) Trọng lượng của xe là 600 N( ) Coi nhiệt độ là không đổi Tìm số lần bơm.ĐS: n = 50 lần

Bài 16 Một bơm hút khí dung tích D V Phải bơm bao nhiêu lần hút khí trong bình có thể tích V từ áp

suất p o đến áp suất p ? Coi nhiệt độ là không đổi

p lg p n

V lg

= + D

Bài 17 Ở áp suất 1 at ,( ) không khí có khối lượng riêng là 1,29 kg m( / 3) Hỏi khi ở áp suất 1,5 at( ) thì khối

lượng riêng của không khí là bao nhiêu ? Coi nhiệt độ không đổi

ĐS: 1,935 kg m( / 3)

Bài 18 Một cột khí chứa không khí nhỏ, dài, tiết diện đều Cột khí được ngăn cách với khí quyển bởi

cột thủy ngân có chiều dài d = 150 mm( ) Áp suất khí quyển p o = 750 mmHg ,( ) chiều dài cột khí khi ống nằm ngang là lo = 144 mm( ) như hình vẽ Tính chiều dài cột khí nếu

1/ Ống thẳng đứng, miệng ống ở trên

2/ Ống thẳng đứng, miệng ống ở dưới

ĐS: 1/ 120 mm( ) 2/ 180 mm( )

Bài 19 Một ống nghiệm nhỏ tiết diện đều nằm ngang, một đầu kín Bên trong chứa một lượng khí xác

định được giam bởi giọt thủy ngân ngăn cách với không khí bên ngoài Chiều dài của cột thủy ngân là l1 = 32,5 cm( ) Cho áp suất của khí quyển là 760 mmHg( ) Tính chiều dài của cột khí bên trong ống khi

1/ Ống đặt thẳng đứng miệng ở trên

2/ Ống đặt thẳng đứng miệng ở dưới

3/ Ống đặt nghiêng hợp với mặt phẳng ngang một góc 30 0 và miệng ở trên

ĐS: 1/ 25,3 cm ( ) 2/ 45,3 cm ( ) 3/ 28,47 cm ( )

Bài 20 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 = 300 mm( ). Áp suất khí quyển là

Trang 6

để cột thủy ngân luôn nằm trong ống và nhiệt độ là không thay đổi Hãy tìm chiều dài của cột khí khi

1/ Ống thẳng đứng, miệng ống ở trên

2/ Ống thẳng đứng, miệng ống ở dưới

3/ Ống đặt nghiêng góc a = 30 0 so với phương ngang, miệng ống ở dưới

4/ Ống đặt nghiêng góc a = 30 0 so với phương ngang, miệng ống ở trên

Bài 22 Áp suất của chất khí trong xy lanh là 2.10 Pa 5( ) Nếu piston chuyển động xuống được 3

4 chiều cao của xy lanh mà không làm thay đổi nhiệt độ của khí thì áp suất của chất khí là bao nhiêu ?

Bài 23 Khối khí giam trong xy – lanh dài 20 cm( ) áp suất 2 at( ) Hỏi phải di chuyển piston một đoạn

bao nhiêu, về phía nào để áp suất còn 1,5 at( ) Biết nhiệt độ không

đổi trong suốt quá trình di chuyển

ĐS: 6,67 cm( )

Bài 24 Một xylanh có piston với tiết diện là 24 cm( )2 chứa không khí có thể tích là 240 cm ,( )3 còn áp suất

bằng khi quyển po= 10 N m5( / 2) Hỏi lực cần thiết phải đặt vào là bao nhiêu để giữ piston lại sau khi dịch chuyển nó (coi nhiệt độ trong xylanh là không thay đổi)

1/ Về phía trái 2 cm( )

2/ Về phía phải 2 cm( )

ĐS: 1/ 40 N( ) 2/ 60 N( )

Bài 25 Ở độ sâu h 1 = 1 m( ) dưới mặt nước có một bọt không khí hình cầu Hỏi ở độ sâu nào bọt khí có

bán kính nhỏ đi 2 lần Cho khối lượng riêng của nước là r = 10 kg m , 3( / 3) áp suất khí quyển

( / )

5 2 o

p = 10 N m và lấy g 10 m s = ( /2) Xem nhiệt độ nước không đổi theo độ sâu

ĐS: Gấp đôi thể tích ở đáy hồ V 1 = 2V

Bài 27 Một bọt không khí nổi từ đáy lên mặt thoáng của một hồ nước, thể tích của bọt không khí đã

tăng lên gấp rưỡi Cho biết áp suất của khí quyển là 1 atm ,( ) khối lượng riêng của nước là

( / 3)

1 g cm và giả sử nhiệt độ mọi nơi trong hồ là như nhau Tính độ sâu của hồ ? Lấy g 10 m s = ( /2)

và 1atm » 10 N m 5( / 2)

ĐS: 5,2 m( )

Bài 28 Từ đáy của một hồ chứa nước có một bọt không khí dâng lên ở sát mặt nước với thể tích bọt đó

lớn gấp 3 lần thể tích của nó ở đáy hồ Hỏi giọt nước ban đầu ở vị trí nào so với mặt nước của hồ ? Cho áp suất khí quyển là 1 atm( ) Trọng lượng riêng của nước là 10 N m4( / 3) Coi nhiệt độ của nước trong hồ ở những độ sâu khác nhau là như nhau Lấy g 10 m s = ( / 2)

ĐS: 20 m( )

Bài 29 Một xy lanh chứa khí được đậy bằng một piston Piston có thể trượt không ma sát dọc theo

Trang 7

thành xy lanh Piston có khối lượng m, diện tích tiết diện S Khí có thể tích ban đầu V Áp suất khí quyển p o Tìm thể tích khí nếu xi lanh chuyển động thẳng đứng với gia tốc a Coi nhiệt độ không thay đổi.

( )

m = 100 g đặt thẳng đứng Chiều dài xi lanh 2.l= 0,4 m( ) Xi lanh được quay với vận tốc góc ωquay trục thẳng đứng ở giữa xy lanh Tính ω nếu piston nằm cách trục quay đoạn r = 0,1 m( ) khi có cân bằng tương đối

ĐS: ω = 200 rad s( / )

Bài 31 Một ống thủy tinh một đầu kín, dài 57 cm( ) chứa không

khí có áp suất bằng áp suất không khí 76 cmHg( ) Ấn ống

vào chậu thủy ngân theo phương thẳng đứng, miệng ống

ở dưới như hình vẽ Tìm độ cao cột thủy ngân đi vào

ống khi đáy ống ngang mặt thoáng thủy ngân ?

ĐS: x = 19 cm( )

Bài 32 Ống thủy tinh một đầu kín dài 112,2 cm( ) chứa không

khí ở áp suất khí quyển p o = 75 cmHg( ) Ấn ống xuống

một chậu nước theo phương thẳng đứng, miệng ống ở

dưới Tìm độ cao cột nước đi vào ống khi đáy ống

ngang với mặt nước

ĐS: x = 10,2 cm( )

suất bằng áp suất khí quyển p o = 75 cmHg( ) Ấn ống vào

thủy ngân theo phương thẳng đứng, miệng ống ở dưới

(thấp hơn) mặt thủy ngân 45 cm( ) Tìm độ cao cột thủy

ngân đi vào ống ?

ĐS: x = 20 cm( )

Bài 34 Ống thủy tinh dài 60 cm ,( ) đặt thẳng đứng đầu kín ở

dưới, đầu hở ở trên Cột không khí cao 20 cm( ) trong

ống bị giam bởi cột thủy ngân cao 40 cm( ) Áp suất khí

quyển p o = 80 cmHg( ) Nhiệt độ không đổi Khi ống bị lật ngược Hãy

1/ Tìm độ cột thủy ngân còn lại trong ống

2/ Tìm chiều dài ống để toàn bộ cột thủy ngân chay ra ngoài

ĐS: 1/ h' = 20 cm( ) 2/ l= 100 cm( )

Bài 35 Một ống hình trụ hẹp, kín hai đầu, dài l= 105 cm ,( ) đặt nằm ngang Giữa ống có một cột

thủy ngân dài h = 21 cm ,( ) phần còn lại của ống chứa

không khí ở áp suất p o = 72 cmHg( ) Tìm độ dịch chuyển

của thủy ngân khi ống thẳng đứng ?

ĐS: x = 6 cm( )

Bài 36 Trong khoảng chân không của một phong vũ biểu thủy

ngân, có lọt vào một ít không khí nên phong vũ biểu có số chỉ nhỏ hơn áp suất thực của khí quyển Khi áp suất khí quyển là 768 mmHg ,( ) phong vũ biểu chỉ 748 mmHg ,( ) chiều dài khoảng chân không là 56 mm( ) Tìm áp suất của khí quyển khi phong vũ biểu chỉ 734 mmHg( ) Coi nhiệt độ không đổi

Trang 8

ĐS: 750 mmHg( ).

Bài 37 Một phong vũ biểu chỉ sai vì có một ít không khí lọt

vào ống Ở áp suất khí quyển p o = 755 mmHg( ) phong vũ

biểu chỉ p 1 = 748 mmHg( ) Khi áp suất khí quyển là

'

o

p = 740 mmHg , phong vũ biểu chỉ p 2 = 736 mmHg( ) Coi

diện tích mặt thủy ngân trong chậu là lớn, tiết diện ống

nhỏ, nhiệt độ không đổi Hãy tính chiều dài l của

phong vũ biểu

ĐS: l= 764 mm( )

Bài 38 Một ống thủy tinh có chiều dài l= 50 cm ,( ) tiết diện

( )2

khí Ấn ống chìm hoàn toàn vào trong nước theo

phương thẳng đứng, đầu kín ở trên Tính lực F cần đặt

lên ống để giữ ống trong nước sao cho đầu trên của ống

trong nước thấp hơn mặt nước một đoạn h = 10 cm( )

Biết khối lượng của ống m = 15 g ,( ) áp suất khí quyển

1/ Chất khí ở 0 C 0 có áp suất 5 atm( ) Hỏi áp suất của nó ở 273 C 0

2/ Chất khí ở 0 C 0 có áp suất p o Cần đun nóng chất khí lên bao nhiêu để áp suất của nó tăng lên ba lần ?

ĐS: 1/ 10 atm ( ) 2/ 819 K ( )

Bài 40 Một bình chứa không khí ở nhiệt độ 30 C 0 và áp suất 2 bar( ) Hỏi phải tăng nhiệt độ lên đến

bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi ?

ĐS: 606 K( )

Bài 41 Bóng đèn điện chứa khí trơ ở 27 C, áp suất 0 6 at ,( ) khi đèn sáng, áp suất trong đèn là 1 at( ) không

làm vỡ đèn Tính nhiệt độ khí trong đèn khi đèn sáng ?

ĐS: 500 K( )

Bài 42 Áp suất khí trơ trong bóng đèn tăng bao nhiêu lần khi đèn sáng, biết nhiệt độ đèn khi tắt là 25 C, 0

đèn sáng là 323 C 0 Xem sự thay đổi vì nhiệt của bóng đèn là không đáng kể

ĐS: 2 at( )

Bài 43 Hỏi áp suất của khí trơ trong bóng đèn lúc bình thường ở nhiệt độ 25 C 0 phải là bao nhiêu để

khi đèn sáng thì áp suất của khí trơ không vượt quá 1 atm( ) và không làm vỡ bóng đèn nếu nhiệt độ trung bình của khí trơ trong bóng đèn lúc đó là 300 C 0

ĐS: 0,52 atm( )

Bài 44 Áp suất khí trơ trong một bóng đèn điện sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi đèn bật sáng nếu nhiệt độ

của khí đó đã tăng từ 27 C 0 đến 267 C 0 ?

ĐS: 1,8 lần

Bài 45 Một lốp xe ô tô chứa không khí có áp suất 5 bar( ) và nhiệt độ 25 C 0 Khi xe chạy nhanh, lốp xe

nóng lên và làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên đến 50 C 0 Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này ?

Trang 9

Bài 46 Một lốp xe tải chứa không khí có áp suất 6,5 bar( ) và nhiệt độ là 25 C 0 Khi xe chạy, lốp xe nóng

lên làm cho không khí trong lốp tăng lên thêm 15 C 0 Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này ?

Bài 47 Tính áp suất một lượng khí hyđrô ở 30 C 0 Biết áp suất của lượng khí này ở 0 C 0 là 700 mmHg( )

Thể tích của khí được giữ không đổi

ĐS: 777 mmHg( )

Bài 48 Xác định nhiệt độ của lượng khí chứa trong một bình kín, nếu áp suất của khí tăng thêm 0, 4%

áp suất ban đầu khi khí được đun nóng lên 1 độ

ĐS: 250 K( )

Bài 49 Khi đun nóng đẳng tích một khối khí thêm 1 C 0 thì áp suất khí tăng thêm 1

360 áp suất ban đầu Tính nhiệt độ ban đầu của khí ?

ĐS: 87 C 0

Bài 50 Khí trong bình kín có nhiệt độ bao nhiêu ? Biết nếu nung nóng nó lên thêm 140 K 0 thì áp suất

của nó tăng thêm 1,5 lần

ĐS: 7 C 0

Bài 51 Khí ở nhiệt độ 100 C 0 và áp suất 1,0.10 Pa 5( ) được nén đẳng nhiệt đến áp suất 1,5.10 Pa 5( ) Hỏi khi

đó phải làm lạnh đẳng tích khí đó đến nhiệt độ nào để áp suất bằng lúc ban đầu ?

3

t = - 24 C

Bài 52 Một bình đầy không khí ở điều kiện tiêu chuẩn đậy bằng một vật có trọng lượng 20 N( ) Tiết

diện của miệng bình là 10 cm( )2 Hỏi nhiệt độ cực đại của không khí ở trong bình để không khí không đẩy nắp bình lên và thoát ra ngoài Áp suất không khí ở điều kiện tiêu chuẩn là

Bài 53 Một cái chai chứa đầy khí được đậy kín bằng một cái nút chai có tiết diện 2,5 cm( )2 Hỏi cần phải

nung nóng khí đến nhiệt độ nào để nút bay ra khỏi chai nếu như lực ma sát giữ nút chai khi đậy lại là 12 N( ) Áp suất ban đầu của không khí trong chai và áp suất của môi trường xung quanh là như nhau và bằng 10 N m , 5( / 2) nhiệt độ ban đầu là - 3 C 0

ĐS: 127 C 0

Bài 54 Một cái chai chứa đầy không khí được đậy kín bằng một cái nút có trọng lượng không đáng kể

và tiết diện của nút là S = 2,5 cm( )2 Hỏi phải đun nóng không khí trong chai đến nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bật ra Biết lực ma sát giữ nút chai khí đậy có độ lớn 16 N ,( ) áp suất ban đầu của không khí trong chai và của khí quyển đều bằng 9,8.10 N m 4( / ) và nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là 23 C 0

ĐS: 216 C 0

Bài 55 Một bình đầy không khí ở điều kiện chuẩn, được đậy bằng một vật có khối lượng m = 2 kg( )

Tiết diện của miệng bình là 10 cm( )2 Tìm nhiệt độ

cực đại của không khí trong bình để không khí

không đẩy nấp bình lên và thoát ra ngoài Biết

áp suất khí quyển là p o = 1 atm( )

F £ P + F Û Þ t = 55 C

ĐỊNH LUẬT GAY - LUSSAC (Quá

trình đẳng áp)Bài 56 Ở nhiệt độ 273 C 0 thể tích của một lượng khí là 10 l( ) Tìm thể tích ở 546 C, áp suất không đổi ? 0

F u r

o

F uu r

P u r

Trang 10

Bài 58 Hỏi nhiệt độ ban đầu của không khí là bao nhiêu nếu như khi đun nóng đẳng áp để nhiệt độ

tăng thêm 3 K( ) thì thể tích của nó tăng thêm 1% so với thể tích ban đầu ?

ĐS: 27 C 0

Bài 59 Đung nóng đẳng áp một lượng khí lên đến 47 C 0 thì thể tích khí tăng thêm 1

10 thể tích khí lúc đầu Tìm nhiệt độ ban đầu của khí

Bài 61 Một xy lanh chứa 3,2 g( ) khí oxy, lúc đầu ở áp suất 3 at ,( ) nhiệt độ 27 C 0 Sau khi đun nóng đẳng

áp nó chiếm thể tích 4,2 l( )

1/ Tính thể tích khí trước khi nung ?

2/ Tính nhiệt độ của khí sau khi nung ?

ĐS: 1/ 0,828 ( )l 2/ 1264,6 C 0

Bài 62 Khối lượng riêng của không khí trong phòng với nhiệt độ 27 C 0 lớn hơn khối lượng riêng của

không khí ngoài sân nắng với nhiệt độ 42 C 0 bao nhiêu lần ? Biết áp suất không khí trong phòng và ngoài sân là như nhau

Bài 63 Một xy lanh có chứa không khí ở nhiệt độ 10 C 0 Piston đặt cách đay xy lanh 0,4 m( ) Piston được

nâng lên một khoảng bằng bao nhiêu khi không khí trong xy lanh được đun nóng đẳng áp đến

0

45 C

ĐS: 0,049 m( )

Bài 64 Một bình dung tích 15 cm( )3 chứa không khí ở nhiệt độ 177 C, 0 nói với một ống nằm ngang chứa

đầy thủy ngân, đầu kia của ống thông với khí quyển Tính khối lượng thủy ngân chảy vào bình khi không khí trong bình được làm lạnh đến nhiệt độ 27 C 0 Dung tích coi như không đổi, khối lượng riêng của thủy ngân là 13,6 g cm( / 3)

ĐS: 68 g( )

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ

TƯỞNG Bài 65 Trong xy lanh của một động cơ đốt trong, hỗn hợp khí có áp suất 1 at ,( ) nhiệt độ 217 C 0 có thể

tích 40 dm ,( )3 piston nén hỗn hợp khí đến thể tích 5 dm ,( )3 áp suất 15 at( ) Tìm nhiệt độ sau khi nén

Trang 11

Bài 67 Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế được 40 cm( )3 khí hyđô ở áp suất 750 mmHg( ) và nhiệt

độ 27 C 0 Hỏi thể tích của lượng khí trên ở áp suất 720 mmHg( ) và nhiệt độ 27 C 0 là bao nhiêu ?ĐS: 40,3 cm( )3

Bài 68 Luồng khí áp suất 750 mmHg ,( ) nhiệt độ 27 C, 0 áp suất 1 atm( ) biến đổi qua hai quá trình:

 Quá trình ( )1 đẳng tích, áp suất tăng gấp 2 lần

 Quá trình ( )2 đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 l( ).Tìm nhiệt độ sau cùng của khí ?

ĐS: 900 K( )

Bài 69 Nếu thể tích của một lượng khí giảm 1,

10 nhưng nhiệt độ tăng thêm 16 C 0 thì áp suất tăng 2

10 so với áp suất ban đầu Tính nhiệt độ ban đầu ?

ĐS: - 73 C 0

Bài 70 Khối khí áp suất 2 atm( ) cho giãn nở đẳng nhiệt đến thể tích 16,4 ,( )l sau đó nung đẳng áp ta thu

được các thông số sau: áp suất 1 atm ;( ) thể tích 20,5 ;( )l nhiệt độ 227 C 0 Tìm các thông số trạng thái chưa biết ?

ĐS: 400 K ; 8,2( ) ( )l ; 1 atm ; 400 K ( ) ( )

Bài 71 Một lượng khí có áp suất 750 mmHg ,( ) nhiệt độ 27 C 0 và thể tích 76 cm( )3 Tìm thể tích khí ở điều

kiện chuẩn (0 C, 760mmHg 0 )

ĐS: 68,25cm 3

Bài 72 Khối khí áp suất 1 atm ,( ) thể tích 16,4 l( ) Giảm thể tích còn 12,3 ,( )l áp suất tăng đến 2 atm ,( )

nhiệt độ 207 C 0 Sau đó tiếp tục hạ nhiệt độ tích đến 87 C, 0 rồi nén đẳng nhiệt đến áp suất 3 atm( ) Hãy tìm các thông số trạng thái chưa biết ứng với mỗi trạng thái của khí

ĐS: 320 K , 720 K( ) ( )

Bài 73 Hỏi áp suất của hỗn hợp khí trong xylanh một động cơ vào cuối thời kì nén là bao nhiêu ? Biết

trong quá trình nén, nhiệt độ tăng từ 50 C 0 đến 250 C, thể tích giảm từ 0 0,75 l( ) đến 0,12 l( ) Áp suấtban đầu là 8.10 N m4( / 2)

ĐS: 80,96.10 N m4( / 2)

Bài 74 Thể tích thu được của một lượng khí trong phản ứng hóa học là 38 cm( )3 ở áp suất 74 cmHg( ) và

nhiệt độ 97 C 0 Hỏi thể tích của lượng khí đó ở điều kiện thường (điều kiện chuẩn) là bao nhiêu

Bài 76 Piston của một máy nén sau mỗi lần nén đưa được 4 l( ) khí ở nhiệt độ 27 C 0 và áp suất 1 atm( )

vào bình chứa khí có thể tích 2 m( )3 Tính áp suất của khí trong bình khi piston thực hiện được

1000 lần nén Biết nhiệt độ khí trong bình là 42 C 0

ĐS: 3,15 atm( )

Bài 77 Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh Phăng – Xi – Păng trong dãy núi Hoàng Liên Sơn

cao 3140 m ,( ) biết mỗi khi lên cao thêm 10 m ,( ) áp suất khí quyển giảm 1 mmHg( ) và nhiệt độ trên đỉnh núi là 2 C 0 Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn là 1,29 kg m( / 3)

Trang 12

ĐS: 0,75 kg m( / 3).

Bài 78 Hãy gọi tên và mô tả quá các quá trình biến đổi trạng thái trong mỗi giai đoạn Vẽ đồ thị trong

hệ trục còn lại tương ứng với các hình vẽ sau

Bài 79 Một bình chứa nhiệt độ 27 C 0 và áp suất 4at Hỏi khi một nửa lượng khí thoát ra ngoài thì áp

suất của khí còn lại trong bình là bao nhiêu ? Biết nhiệt độ của bình khi đó là 12 C 0

ĐS: 1,9at

Bài 80 Một khối lượng khí xác định ở nhiệt độ 27 C 0 có áp suất 76 cmHg( ) Đun nóng đến 127 C 0 thì áp

suất khí là 91,2 cmHg( ) Thể tích khí tăng hay giảm bao nhiêu lần ?

ĐS: Tăng 10/ 9 lần

Bài 81 Trước khi nén, hỗn hợp khí trong xy lanh của một động cơ áp suất 0,8 at ,( ) nhiệt độ 50 C 0 Sau

khi nén, thể tích của khí giảm 5 lần, áp suất là 8 at( ) Tìm nhiệt độ của hỗn hợp khí sau khi nén ?ĐS: 373 C 0

Bài 82 Cho các đồ thị sau đây Hãy chứng tỏ rằng:

Trang 13

 Ở hình ( )I : T 2 > T 1.

 Ở hình ( )II : p 2 > p 1

 Ở hình ( )III : V 2 > V 1

Bài 83 Một khí lí tưởng có thể tích ban đầu là 10 ,( )l nhiệt độ 27 C, áp suất 0 1 at( ) được biến đổi qua lại

quá trình liên tiếp nhau:

 Đẳng tích: nhiệt độ tăng gấp đôi

 Đẳng nhiệt: thể tích sau cùng 26 l( ).Tính áp suất, nhiệt độ sau cùng của khí Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trong hệ (OV,Op)và (OT,Op)

ĐS: 0,8 at( )

Bài 84 Một khối khí lí tưởng có áp suất 1 at ,( ) nhiệt độ 127 C, 0 được biến đổi qua hai giai đoạn liên tiếp

nhau:

 Đẳng nhiệt: để thể tích khí tăng gấp 2 lần

 Đẳng áp: để thể tích thu về giá trị ban đầu

1/ Tìm áp suất và nhiệt độ thấp nhất trong quá trình

2/ Vẽ đồ thị quá trình biến đổi trên hệ trục (OV,Op) và (OT,OV)

ĐS: 0,5 at ; 200 K( ) ( )

Bài 85 Một khối khí lí tưởng trong một xylanh, ban đầu có thể tích 4,2 ,( )l nhiệt độ 27 C 0 và áp suất

( )

1 at Khi được biến đổi theo một chu trình gồm ba giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Giản nở đẳng áp, thể tích tăng lên đến 6,3 l( )

 Giai đoạn 2: Nén đẳng nhiệt

 Giai đoạn 2: Làm lạnh đẳng tích

1/ Tính áp suất, nhiệt độ lớn nhất mà khí nhận được trong chu trình

2/ Vẽ đồ thị biểu diễn chu trình trong hệ trục (V;p) và (T;V)

( )

max max

Bài 86 Cho đồ thị biểu diễn sự biến đổi trạng thái của một khối khí lý tưởng trong hệ trục tọa độ (p;V)

như hình vẽ bên

1/ Nêu nhận xét về quá trình biến đổi trạng thái của

lượng khí đó

2/ Tính nhiệt độ sau cùng t 3 của khí 0

1

t = 27 C.3/ Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình trên trong các

hệ tọa độ (OV;OT) và (Op;OT) (1)

O

p (at)

V (lít)

4 2

20 30

(3 (2)

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	2,42 MB