Tải Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 29 - Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt

Nếu đặt ống nghiêng một góc 30° so với phương nằm ngang thì cột thuỷ ngân dịch chuyển một đoạn Δl1 = 20 mm.. Nếu đặt ống thẳng đứng thì cột thuỷ ngân dịch chuyển một đoạn Δl2 = 30 mm.[r]

(1)

Giải tập Vật lý 10 SBT 29 Bài 29.1 trang 66 Sách tập (SBT) Vật lí 10

Tập hợp ba thơng số sau xác định trạng thái lượng khí xác định?

A Áp suất, thể tích, khối lượng B Áp suất, nhiệt độ, thể tích C Thể tích, trọng lượng, áp suất D Áp suất, nhiệt độ, khối lượng Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B

Bài 29.2, 29.3, 29.4, 29.5 trang 67 Sách tập (SBT) Vật lí 10

29.2 Q trình sau đẳng q trình? A Đun nóng khí bình đậy kín

B Khơng khí bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở làm căng bóng C Đun nóng khí xilanh, khí nở đẩy pit-tơng chuyển động

D Cả ba q trình khơng phải đẳng q trình Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A

29.3 Đẩy pit-tông xilanh đủ chậm để nén lượng khí chứa xilanh cho thể tích lượng khí giảm lần nhiệt độ khơng đổi Khi áp suất khí xi lanh

(2)

Chọn đáp án B

29.4 Hệ thức sau định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt? A p1V2 = p2V1

B p/V = số C pV = số D V/p = số Hướng dẫn trả lời: Chọn đáp án C

29.5 Đường sau không biểu diễn trình đẳng nhiệt?

Hướng dẫn trả lời: Chọn đáp án B

Bài 29.6 trang 67 Sách tập (SBT) Vật lí 10

Một lượng khí nhiệt độ 18°C tích m3 áp suất atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 3,5 atm Tính thể tích khí nén

Hướng dẫn trả lời:

Do nhiệt độ không đổi nên ta có:

Người ta điều chế khí hiđrơ chứa vào bình lớn áp suất atm, nhiệt độ 20°C Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ thể tích 20 lít áp suất 25 atm Coi nhiệt độ không đổi

(3)

lít

Tính khối lượng khí ơxi đựng bình thể tích 10 lít áp suất 150 atm nhiệt độ 0°C Biết điều kiện chuẩn khối lượng riêng ôxi 1,43 kg/m3. Hướng dẫn trả lời:

Biết suy Mặt khác

(vì nhiệt độ khí nhiệt độ điều kiện chuẩn) Từ (1) (2) suy ra:

Và m = 214,5.10-2 = 2,145 kg.

Một ống thuỷ tinh cắm lộn ngược vào chậu chứa thuỷ ngân, bên ống chứa 40 cm3 khơng khí cột thuỷ ngân cao cm so với mực thuỷ ngân chậu (H.29.2a) Người ta ấn sâu ống thủy tinh vào thủy ngân mực thủy ngân bên bên ngồi ống (H.29.2b) Tính thể tích khơng khí cịn lại bên ống thủy tinh Biết áp suất khí 75 cmHg

Trạng thái đầu: V1 = 40 cm3 ; p1 = 75 – = 67 cmHg

Trạng thái cuối: V2 = ? cm3 ; p2 = 75 cmHg.

Vì nhiệt độ khơng đổi nên: p1V1 = p2V2

(4)

Bài 29.10* trang 68 Sách tập (SBT) Vật lí 10

Ở ống thuỷ tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100 cm, hai đầu bịt kín có cột thuỷ ngân dài h = 20 cm Trong ống có khơng khí Khi đặt ống thẳng đứng, cột thuỷ ngân dịch chuyển xuống đoạn l = 10 cm Tìm áp suất khơng khí ống cmHg Pa ống nằm ngang Coi nhiệt độ khơng khí ống khơng đổi khối lượng riêng thuỷ ngân ρ = 1,36.104 kg/m3.

Trạng thái lượng khí hai bên cột thủy ngân (ống nằm ngang)

Trạng thái (ống thẳng đứng)

+ Đối với lượng khí cột thủy ngân:

Áp suất khí phần áp suất khí phần cộng với áp suất cột thủy ngân gây Do khí phần dưới, ta có:

Áp dụng định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt cho lượng khí Ta có: + Đối với khí trên:

=>

+ Đối với khí dưới:

(5)

Từ hai phương trình (1) (2) rút ra:

Thay giá trị p2 vào (1) ta được:

p1 = ρgH =

1,36.104.9,8.0,375 = 5.104 Pa.

Bài 29.11* trang 68 Sách tập (SBT) Vật lí 10

Ở ống thuỷ tinh nằm ngang, kín hai đầu có cột thuỷ ngân dài h = 19,6 mm Nếu đặt ống nghiêng góc 30° so với phương nằm ngang cột thuỷ ngân dịch chuyển đoạn Δl1 = 20 mm Nếu đặt ống thẳng đứng cột thuỷ ngân dịch chuyển đoạn Δl2 = 30 mm

Xác định áp suất không khí ống ống nằm ngang Coi nhiệt độ không đổi

- Trạng thái khơng khí ống nằm ngang Với lượng khí bên phải bên trái cột thủy ngân: p1; V1

- Trạng thái khơng khí ống nằm nghiêng + Với lượng khí bên trái: p2 ; V2

+ Với lượng khí bên phải: p’2 ; V’2

- Trạng thái khơng khí ống thẳng đứng + Với lượng khí bên trái: p3 ; V3

+ Với lượng khí bên phải: p’3 ; V’3 Theo định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt Ta có: p1V1 = p2V2 = p3V3 => p1l1 = p2l2 = p3l3

(6)

Khi ống thẳng đứng thì: l3 = l1 – Δl2 l’3 = l1 + Δl2 Ngồi ra, cột thủy ngân cân thì:

Pp2 = p’2 + ρghsinα p3 = p’3 + ρgh

Thay giá trị l2, l3, l’2, l’3, p2, p3 vào phương trình định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt trên, ta được:

p1l1 = (p’2 + ρghsinα)(l1 – Δl1) p1l1 = (p’3 + ρgh)(l1 – Δl2)

p1l1 = p’2(l1 + Δl1) p1l1 = p’3(l1 + Δl2) giải hệ phương trình với p1 ta có:

p1 ≈ mmHg

Bài 29.12* trang 68 Sách tập (SBT) Vật lí 10

Người ta dùng bơm có pit-tơng diện tích cm2 khoảng chạy 25 cm bơm một bánh xe đạp cho áp lực bánh xe đạp lên mặt đường 350 N diện tích tiếp xúc 50 cm2 Ban đầu bánh xe đạp chứa khơng khí áp suất khí p

0 = 105 Pa tích V0 = 500 cm3 Giả thiết áp suất khơng khí trong bánh xe đạp vượt q 1,5p0 thể tích bánh xe đạp 000 cm3.

a) Hỏi phải đẩy bơm lần?

b) Nếu bơm hở nên lần đẩy bơm đưa 100 cm3 khơng khí vào bánh xe phải đẩy lần?

Hướng dẫn trả lời:

Áp suất bánh xe bơm xong: p = p0 + p’

Với p’ = 350/0,005 = 0,7.105 Pa; p = 1,7.105 Pa lớn 1,5p0 nên thể tích sau bơm 2000 cm3.

a Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 cm3 khơng khí áp suất p0 đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n cm3 khơng khí đưa vào bánh Ban đầu có 1500 cm3 khơng khí áp suất p0 bánh xe Như coi:

(7)

Trạng thái 2: p2 = 1,7.105 Pa ; V2 = 2000 cm3

Áp dụng định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tìm n = 19/2 ≈ 10 lần b n’ = 2n = 19 lần