BÀI 3: ĐỊNH LUẬT SÁC – LƠ (Quá trình đẳng tích) I TRỌNG TÂM KIẾN THỨC Q trình đẳng tích q trình biến đổi trạng thái thể tích không đổi Nội dung định luật Sac – lơ: với thể tích khơng đổi, áp suất lượng khí định biến thiên tuyến tính theo nhiệt độ khí p1 p2 p = hay = const Cơng thức: T1 T2 T Đường đẳng tích II VÍ DỤ MINH HOẠ Ví dụ 1: Đun nóng khối khí đựng bình kín làm cho nhiệt độ tăng thêm 0C người ta thấy áp suất khối khí bình tăng thêm 1/360 lần áp suất ban đầu Nhiệt độ ban đầu khối khí A 1870C B 3600C C 2730C D 870C Lời giải Gọi T0 nhiệt độ ban đầu khối khí T1 nhiệt độ khối khí sau tăng T1 = T0 + P0 áp suất ban đầu khối khí P0 360 Vì bình kín nên q trình xảy khối khí đặt bình q trình đẳng tích Vì theo định luật Sác-lơ, ta có: p1 áp suất khối khí tăng nhiệt độ P1 = P0 + P1 = T1 P0 360 = P0 suy T = 360K hay t = 360 − 273 = 87° C 0 T0 + T0 P0 + Chú ý: Khi áp dụng công thức P1 P2 = ý đổi nhiệt độ độ K độ 0C T = t + 273 T1 T2 Đáp án D Ví dụ 2: Một bình thép chứa khí 270C áp suất 6,3.10-5Pa, làm lạnh bình tới nhiệt độ -730C áp suất khí bình bao nhiêu? A 6,3.10-5Pa B.17,03.10-5Pa C 4,2.10-5Pa D.9,45.10-5Pa Lời giải p1 p2 T p = ⇒ p2 = = 4, 2.105 Pa T1 T2 T1 Đáp án C Ví dụ : Một bình nạp khí 33 0C áp suất 300 Pa Sau bình chuyển đến nơi có nhiệt độ 370C Tính độ tăng áp suất khí bình A 303,9Pa B 3,9 Pa C 336,4Pa D 36,4.10-5Pa Lời giải p1 p2 T p = ⇒ p2 = = 303,9Pa ⇒ ∆p = p2 − p1 = 3,9Pa T1 T2 T1 Đáp án B Ví dụ : Một bình thép chứa khí 70C áp suất 4atm Nhiệt độ khí bình áp suất khí tăng thêm 0,5atm A 280 K B 70C C 315 K D 54K Lời giải p1 p2 T p 280.4,5 = ⇒ T2 = = = 315K T1 T2 p1 Chú ý: Chú ý đổi nhiệt độ độ K độ 0C T = t + 273 Đáp án C Ví dụ : Van an tồn nồi áp suất mở áp suất nồi atm Ở 20 0C, nồi có áp suất 1,5atm Hỏi nhiệt độ van an tồn mở A 1958 K B 120 K C 1200C D 1800C Lời giải p1 p2 T p = ⇒ T2 = = 1758K T1 T2 p1 Chú ý: Chú ý đổi nhiệt độ độ K độ 0C T = t + 273 Đáp án A Ví dụ 6: khí bình kín có nhiệt độ biết áp suất tăng lần nhiệt độ bình tăng thêm 313 K, thể tích khơng đổi A 3130C B 400C C 156,5 K D 40 K Lời giải p1 p2 T ×p ( T + 313) , p1 = ⇒ T1 = = = 313K ⇒ t = 40° C T1 T2 p2 p1 Đáp án B III BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG Câu 1: Trong hệ toạ độ (P, T) đường biểu diễn sau đường đẳng tích? A đường hypebol B Đường thẳng kéo dài qua gốc toạ độ C Đường thẳng kéo dài khơng qua gốc toạ độ D Đường thẳng cắt trục áp suất điểm p = p0 Câu 2: Quá trình sau xem q trình đẳng tích? A Đun nóng khí bình hở B khơng khí bóng bị phơi nắng, nóng lên làm bong bóng căng (to hơn) C Đun nóng khí xilanh, khí nở đẩy pit tơng di chuyển lên D Đun nóng khí bình đậy kín Câu 3: Biểu thức sau không phù hợp với định luật Sác – lơ A p ~ T p1 p2 = B T1 T2 C p ~ t D p1T2 = p2T1 Câu 4: Công thức sau liên quan đến q trình đẳng tích? P A = số B PT 1 = P2T2 T P V C = số D = số V T Câu 5: Định luật Sác – lơ áp dụng gần A với khí lí tưởng B với khí thực C nhiệt độ, áp suất khí thơng thường D với trường hợp Câu 6: Biết áp suất khí trơ bóng đèn tăng 1,5 lần đèn cháy sáng so với tắt Biết nhiệt độ đèn khí tắt 270C Hỏi nhiệt độ đèn cháy sáng bình thường A 1770C B 420 K C 300 K D 140,50C Câu 7: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 15 lít đến 11,5 lít áp suất tăng thêm lượng 3,5kPa Hỏi áp suất ban đầu khí bao nhiêu? A 2683Pa B 11500Pa C 3500Pa D 4565Pa Câu : Khi đun nóng khí bình kín thêm 200C áp suất khí tăng thêm 1/20 áp suất ban đầu Tìm nhiệt độ ban đầu khí A 4000C B 293K C 400K D 2930C Câu : Đun nóng đẳng tích lượng khí lên 250C áp suất tăng thêm 12,5% so với áp suất ban đầu Tìm nhiệt độ ban đầu khối khí A 2000C B 312,5K C 312,50C D 200K Câu 10 : Áp suất khối khí săm xe đạp 20 C 105Pa Nếu để xe đạp ngồi trời nắng có nhiệt độ 400C áp suất khối khí săm bao nhiêu, giả sử thể tích săm thay đổi khơng đáng kể A 0,5.105Pa B 1,068.105Pa C 2.105Pa D 1,68.105Pa Câu 11: Một bình thuỷ tinh chứa khơng khí nút chai có trọng lượng khơng đáng kể, nút có tiết diện s = 1,5cm Ban đầu chai đặt nhiệt độ 27 0C áp suất khối khí chai với áp suất khí ( P0 = 1, 013.10 Pa ) Khi đặt bình thuỷ tinhh nhiệt độ 47 0C áp suất khối khí bình A 1,76.105Pa B 0,582.105Pa C 1,08.105Pa D 1,18.105Pa Câu 12: Một bình thuỷ tinh chứa khơng khí nút chai có trọng lượng khơng đáng kể, nút có tiết diện s = 1,5cm Ban đầu chai đặt nhiệt độ 27 0C áp suất khối khí chai với áp suất khí ( P0 = 1, 013.10 Pa ) Hãy tìm nhiệt độ lớn nhấ mà đặt bình thuỷ tinh nút không bị đẩy lên Cho gia tốc trọng trường g = 10m / s A 596,150C B 296,15K C 323,15 C D 569,15K Câu 13: Một bình thuỷ tinh chứa khơng khí đậy kín nút có khối lượng m Tiết diện miệng bình s = 1,5cm Khi nhiệt độ phòng (270C) người ta xác định áp suất khối bình với áp suất khí 1atm Đun nóng bình tới nhiệt độ 87 0C người ta thấy nút bị đẩy lên Tính khối lượng m nút, cho gia tốc trọng trường g = 10m / s A 1,82kg B 1,26kg C 0,304kg D 0,54kg Câu 14: Một bóng đèn dây tóc tích 0,2dm3 chứa đầy khí trơ Khi nhiệt độ 27 0C áp suất khí đèn 1,5atm Khi đèn hoạt động nhiệt độ bóng đèn đạt tới 327 0C Hãy tính áp suất khối khí bóng đè đèn hoạt động A 3atm B 0,75atm C 8,07atm D 4,75atm Câu 15: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ, đèn sáng nhiệt độ bóng đèn 400 0C, áp suất bóng đèn áp suất khí 1atm Tính áp suất khí bóng đèn đèn chưa sáng 220C A 4,4atm B 0,055atm C 2,28atm D 0,44atm Câu 16: Đun nóng đẳng tích khối khí lên 20 C áp suất khí tăng thêm 1/40 áp suất khí ban đầu tìm nhiệt độ ban đầu khí A 5270C B 8000C C 293K D 800k 0 Câu 17: Nếu nhiệt độ khí trơ bóng đèn tăng từ nhiệt độ t1 = 15 C đến nhiệt độ t2 = 300 C áp suất khí trơ tăng lên lần? A 20 B 0,50 C 1,99 D 0,05 Câu 18: Ở nhiệt độ 273 C thể tích lượng khí 12 lít Tính thể tích lượng khí 546 0C áp suất khơng đổi A 12 lít B 24 lít C 18 lít D lít Câu 19: Chọn biểu thức định luật Saclo A p = p0 (1 + γ t ) B p = p0 (1 − γ t ) C p0 = p (1 + γ t ) D p0 = p (1 − γ t ) Câu 20: Hãy chọn câu Khi làm nóng lượng khí tích khơng đổi thì: A Áp suất khí khơng đổi B số phân tử khí đơn vị thể tích khơng đổi C Số phân tử đơn vị thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ D Số phân tử đơn vị thể tích giảm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ ĐÁP ÁN 1.B 11.C 2.D 12.C 3.C 13.C 4.A 14.A 5.B 15.D 6.A 16.A 7.B 17.C 8.C 18.C HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án B Trong hệ toạ độ (P,T) đường thẳng kéo dài qua gốc toạ độ đường đẳng tích Câu 2: Đáp án D Đun nóng khí bình đậy kín xem q trình đẳng tích Câu 3: Đáp án C 9.D 19.A 10.B 20.B Biểu thức không phù hợp với định luật Sác – lơ p~t Câu 4: Đáp án A Cơng thức liên quan đến q trình đẳng tích P = số T Câu 5: Đáp án B Định luật Sác lơ áp dụng gần với khí thực Câu 6: Đáp án A Đèn kín ⇒ q trình đẳng tích T ×p Tt = s t = 1,5Ts = 450 K ⇒ tt = 177° C ps Câu 7: Đáp án B p1V1 = p2V2 ⇒ p1 = ( p1 + ∆p ) ×V2 V1 = 11500Pa Câu 8: Đáp án C p1 p2 T ×p ( T + 20 ) ×p1 T1 + 20 = ⇒ T1 = = = = 400K 1 T1 T2 p2 p1 + p1 1+ 20 20 Câu 9: Đáp án D ( T1 + 25 ) ×p1 = T1 + 25 = 200K p1 p2 T ,p = ⇒ T1 = = T1 T2 p2 ( p1 + 0,125, p1 ) 1,125 Câu 10: Đáp án B Xét khối khí bên săm Gọi p0 áp suất khối khí nhiệt độ T0 = 20° ⇒ P0 = 105 Pa Gọi P áp suất khối khí đặt nhiệt độ 400C Vì thể tích khối khí khơng đổi, nên theo định luật Saclo, ta co P0 P T 273 + 40 = ⇒ P = P0 = ×10 ⇒ P = 1, 068.10 s Pa T0 T T0 273 + 20 Câu 11: Đáp án C Gọi P áp suất khối khí nhiệt độ T = 47 C Vì bình thuỷ tinh nút kín, nên thể tích khối lượng bình khơng thay đổi Do áp dụng định luật Saclo, ta có P0 P T 273 + 47 = ⇒ P = P0 = 1, 013.105 ⇒ P = 1, 08.105 Pa T0 T T0 273 + 27 Câu 12: Đáp án C Gọi Tmax nhiệt độ lớn mà đặt bình thuỷ tinh mà nút chưa bị đẩy lene Pmax áp suất khối khí bình tương ứng nhiệt độ Tmax Cũng theo định luật Sác – lơ, ta có: P0 Pmax = T0 Tmax (1) Khi nút bắt đầu bị đẩy lên, ta có: Pmax S = FmS + P0 S Fma 15 = 1, 013.105 + S 1,5.10−4 = 2, 013.105 Pa ⇒ Pmax = P0 + ⇒ Pmax Thay Pmax vào phương trình (1), ta thu Tmax = Pmax 2, 013 ×105 T0 = (273 + 27) P0 1, 013.105 ⇒ Tmax = 596,15 K = 323,15° C Câu 13: Đáp án C Gọi P0 T0 áp suất nhiệt độ ban đầu khối khí bình ⇒ P0 = 1atm = 1, 013.105 Pa T0 = 27° C = 300K Gọi P T áp suất nhiệt độ khối khí bình nút bắt đầu bị đẩy lên ⇒ T = 87° C = 360K Vì thể tích khối khí khơng thay đổi trước nút bị đẩy lên, theo định luật Sác – lơ, ta có: P P P0 1, 013 ×105 = ⇒P= 0T = 360 ⇒ P = 1, 2156.105 Pa T T0 T0 300 nút bắt đầu bị đẩy lên, ta có: PS = mg + P0 S ⇒m= ( P − P0 ) S = (1, 2156 − 1, 013)105 1,5 ×10−4 g ⇒ m = 0,304kg 10 Câu 14: Đáp án A Do thể tích khối khí bên đèn khơng đổi, theo định luật Sác – lơ, ta có: P0 P P 1,5 = ⇒P= 0T = (273 + 327) ⇒ P = 3atm T0 T T0 (273 + 27) Câu 15: Đáp án D Trạng thái Trạng thái T1 = 295K; T2 = 673K P1 = ? P2 = 1atm Theo định luật Sac lơ: p1 p2 = ⇒ p1 = 0, 44atm T1 T2 Câu 16: Đáp án A - Gọi p , T1 áp suất nhiệt độ khí lúc đầu - Gọi p , T2 áp suất nhiệt độ khí lúc sau Theo định luật Sác – lơ: Với p2 = p1 + p1 p2 p ×T = ⇒ T1 = T1 T2 p2 p1 ; T2 = T1 + 20 40 p1 ×( T1 + 20 ) = 800 K ⇒ t1 = 527° C 41 p1 40 Câu 17: Đáp án C ⇒ T1 = Trạng thái 1: T1 = 288 K ; p1 Trạng thái 2: T2 = 573; p2 = kp1 Vì q trình đẳng tích, nên ta áp dụng định luật Sác – lơ cho hai trạng thái khí (1) (2) p1T2 = p2T1 ⇒ 573 p1 = 288.kp1 ⇒ k = 1,99 Vậy áp suất sau biến đổi gấp 1,99 lần áp suất ban đầu Câu 18: Đáp án C V1 V2 = Ta có T1 T2 ⇒ V2 = T2 V1 = 18lit T1 Câu 19 : Đáp án A Biểu thức định luật Sác –lơ p = p0 (1 + γ t ) Câu 20 : Đáp án B Khi làm nóng lượng khí tích khơng đổi : số phân tử khí đơn vị thể tích khơng đổi ... định luật Sác – lơ A p ~ T p1 p2 = B T1 T2 C p ~ t D p1T2 = p2T1 Câu 4: Công thức sau liên quan đến q trình đẳng tích? P A = số B PT 1 = P2T2 T P V C = số D = số V T Câu 5: Định luật Sác – lơ áp... 20.B Biểu thức không phù hợp với định luật Sác – lơ p~t Câu 4: Đáp án A Công thức liên quan đến q trình đẳng tích P = số T Câu 5: Đáp án B Định luật Sác lơ áp dụng gần với khí thực Câu 6: Đáp... định luật Sác – lơ, ta có: P0 P P 1,5 = ⇒P= 0T = (273 + 327) ⇒ P = 3atm T0 T T0 (273 + 27) Câu 15: Đáp án D Trạng thái Trạng thái T1 = 295K; T2 = 673K P1 = ? P2 = 1atm Theo định luật Sac lơ: p1