Lúc đầu khí trong hai bình cùng ở nhiệt độ 27oC, giọt thủy ngân nằm yên ở một vị trí nào đó và thể tích của khí trong mỗi bình kể cả phần ống nằm ngang đều bằng 0,2l.. Tính khoảng cách[r]
(1)BÀI TẬP CHƯƠNG I NHỮNG CƠ SỞ CỦA THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CỦA CHẤT KHÍ BÀI : Tìm mật độ và động trung bình các phân tử khí bình chứa nhiệt độ 270C và áp suất là 8,23.103N/m2 BÀI : Động tịnh tiến trung bình các phân tử oxy nhiệt độ phòng (300K) là bao nhiêu eletron von ? các phân tử nitơ là bao nhiêu ? BÀI : Một phòng có thể tích 45m Không khí phòng có nhiệt độ 27 oC và áp suất 1atm Tính số phân tử chứa phòng BÀI : Một bình dung tích 10 lít chứa 1mol khí Heli áp suất 2,5atm Tính động trung bình và vận tốc trung bình bình phương phân tử khí bình BÀI : Phân tử nitơ có khối lượng 4,65.10 -26kg Tính vận tốc quân phương 27 oC phân tử nitơ BÀI : Tìm vận tốc quân phương chuyển động nhiệt hạt sương đường kính 10μm không khí 7oC BÀI : Cho các phân tử khí oxi nhiệt độ 270C Tính: a) động trung bình các phân tử khí oxi b) vận tốc trung bình c) vận tốc trung bình bình phương d) vận tốc có xác suất cực đại BÀI 8: Em hãy phát biểu và giải thích định tính định luật thực nghiệm chất khí ( BoyleMariotte; Charles; Gay-Lussac) theo quan điểm thuyết động học phân tử BÀI : Có 10g khí H2 áp suất 8,2 at đựng bình kín có nhiệt độ 117oC a) Tính thể tích khối khí b) Hơ nóng khối khí đến 152oC , tính áp suất khí đó BÀI 10: Một bình chứa chất khí nén nhiệt độ 300K và áp suất 40at Tính áp suất khí đã có phần ba khối lượng khí thoát khỏi bình và nhiệt độ hạ xuống tới 12oC (2) BÀI 11 : Có 12g khí oxy nhiệt độ 10 oC, áp suất 3at Sau hơ nóng đẳng áp, khối khí chiếm thể tích 10 lít Tìm : a) thể tích khối khí trước giãn nở? b) nhiệt độ khối khí sau giãn nở ? c) khối lượng riêng khối khí trước giãn nở ? d) khối lượng riêng khối khí sau giãn nở ? BÀI 12 : Có 2g oxy áp suất 6at sau hơ nóng đẳng áp nó chiếm thể tích lít Tìm nhiệt độ sau hơ nóng Coi khí oxy là khí lý tưởng BÀI 13 : 12g khí chiếm thể tích lít oC Sau nung nóng đẳng áp khối lượng riêng khí là 1,2g/lít Tìm nhiệt độ khí sau nung BÀI 14 : Khối lượng riêng không khí phòng ( 27 oC) lớn khối lượng riêng không khí ngoài sân nắng ( 42oC) bao nhiêu lần ? Biết áp suất không khí và ngoài phòng là BÀI 15: Một tàu ngầm lặn độ sâu 40m nước Người ta mở bình chứa không khí dung tích 500 lít, áp suất 10 Mpa, nhiệt độ 27 0C, để đẩy nước khỏi thùng chứa nước tàu Tính thể tích nước bị đẩy ra, biết sau giãn, nhiệt độ không khí là 3oC BÀI 16: Một mol khí lí tưởng thực quá trình biến đổi theo quy luật: p= po −αV b) T =T +αV a) Tìm nhiệt độ cực đại khí Tìm áp suất nhỏ có thể có khí po ,α ,T o là số dương Cho BÀI 17 : Một hỗn hợp khí gồm oxy và nitơ có áp suất p =1atm Biết khối lượng oxy 20% khối lượng hỗn hợp khí, tính áp suất riêng phần khí thành phần BÀI 18 : Bình cứng, kín chứa 14g khí Nitơ và 9g khí Hydro nhiệt độ 10 oC, áp suất 106 N/m2 Tính : a) khối lượng mol hỗn hợp khí bình b) dung tích bình (3) BÀI 19 : Hai bình cầu, nối với ống có khóa, chứa hai chất khí không tác dụng hóa học với nhau, cùng nhiệt độ Áp suất khí hai bình là p 1=2.105N/m2 và p2 = 106N/m2 Mở khóa nhẹ nhàng để hai bình thông với cho nhiệt độ không đổi Khi cân xảy ra, áp suất hai bình là p =4.105N/m2 Tính tỉ số thể tích hai bình cầu BÀI 20 : Khối lượng riêng hỗn hợp khí Heli và Argon áp suất 152.103Pa và nhiệt độ 27oC ρ=2,00 kg/m Có bao nhiêu nguyên tử Heli chứa 1cm3 hỗn hợp khí ? BÀI 21 : Một xylanh đặt thẳng đứng, diện tích tiết diện là S = 120cm2, chứa không khí nhiệt độ t1= 27oC Ban đầu xylanh đậy pittông cách đáy h =60cm Pittông có thể trượt không ma sát dọc theo mặt xylanh Đặt lên trên pittông cân có trọng lượng P = 500N Pittông dịch chuyển xuống đoạn l =20cm dừng lại Tính nhiệt độ khí xylanh sau pittông dừng lại Biết áp suất khí là po=105N/m2 Bỏ qua khối lượng pittông BÀI 22 : Một xylanh kín chia làm hai phần pittông cách nhiệt Mỗi phần có chiều dài l0=40cm, chứa lượng khí giống 27 oC Nung nóng phần thêm 15oC và làm lạnh phần 15oC Hỏi pittông di chuyển đoạn bao nhiêu ? BÀI 23 : Một xylanh kín hai đầu đặt thẳng đứng, bên có pittông nặng cách nhiệt chia xylanh thành hai phần Mỗi phần chứa lượng khí giống nhiệt độ T = 400K Áp suất p2 phần gấp lần áp suất p1 phần trên Hỏi cần phải nung nóng khí phần đến nhiệt độ T2 là bao nhiêu để thể tích khí hai xylanh là ? (4) BÀI 24 : Có ba bình thể tích V1=V, V2=2V và V3=3V thông với cách nhiệt Ban đầu các bình chứa khí cùng nhiệt độ T o và áp suất po Người ta hạ nhiệt độ bình xuống T1 = 0,5To và nâng nhiệt độ bình lên T = 1,5To; bình lên T3 = 2To Tính áp suất p khí các bình ? BÀI 25 : Hai bình chứa cùng chất khí nối với ống nằm ngang có đường kính 5mm Trong ống có giọt thủy ngân có thể dịch chuyển Lúc đầu khí hai bình cùng nhiệt độ 27oC, giọt thủy ngân nằm yên vị trí nào đó và thể tích khí bình ( kể phần ống nằm ngang ) 0,2l Tính khoảng cách dịch chuyển giọt thủy ngân nhiệt độ khí bình tăng thêm O còn nhiệt độ khí bình giảm bớt O Sự giãn nở bình không đáng kể A B T+2 T-2 BÀI 26 : Một cột không khí chứa ống nhỏ, dài, tiết diện Cột không khí ngăn cách với khí cột thủy ngân có chiều dài L = 160mm Áp suất khí là p o= 760mmHg Chiều dài cột không khí ống nằm ngang là lo=125mm Hãy tính chiều dài cột không khí : a) ống thẳng đứng, miệng ống trên b) ống thẳng đứng, miệng ống c) ống đặt nghiêng góc α=45 o d) ống đặt nghiêng góc α=45 o so với phương ngang, miệng ống so với phương ngang, miệng ống trên ( Giả sử ống đủ dài để cột thủy ngân luôn ống và nhiệt độ không đổi ) (5) Hg lo L BÀI 27: Một ống thuỷ tinh tiết diện nhỏ có chiều dài l=100 cm trên, đầu kín bên Phía đáy ống chứa cột không khí dài dựng thẳng đứng, đầu hở h1 =50 cm T =300 K Phía trên cột khí chứa đầy thuỷ ngân Biết áp suất khí nhiệt độ p0 =76 cmHg : a) Hỏi nhiệt độ tối đa T2 không khí ống là bao nhiêu để thuỷ ngân còn lại ống? b) Nếu nhiệt độ T =300 K giữ không đổi, ta úp ngược ống ( đầu hở ) Tìm chiều cao cột thuỷ ngân còn lại ống BÀI 28 : Một ống thuỷ tinh tiết diện nhỏ có chiều dài l=100 cm kín hai đầu, đặt nằm ngang, có cột thuỷ ngân, dài h = 20cm, hai bên chứa khí lý tưởng có cùng khối lượng áp suất p0 =50 cmHg Tìm độ dịch chuyển cột thuỷ ngân khi: a) ống đặt thẳng đứng b) ống đặt nghiêng so với phương thẳng đứng góc 60 Bỏ qua thay đổi nhiệt độ BÀI 29 : Một ống thủy tinh chiều dài L = 50cm Hai đầu kín, có đoạn thủy ngân dài l =10 cm, hai bên là không khí có cùng khối lượng Khi đặt ống nằm ngang thì đoạn thủy ngân nằm đúng ống Khi dựng ống thẳng đứng thì thủy ngân tụt xuống cm a) Tính áp suất khí ống nằm ngang? b) Khi ống nằm ngang, mở đầu ống thì thủy ngân dịch chuyển bao nhiêu và sang bên nào ? c) Khi ống thẳng đứng, hai đầu kín Nếu mở đầu thì thủy ngân tụt xuống hay lên cao bao nhiêu hai trường hợp : Mở đầu mở đầu trên ? Biết áp suất khí là po = 76cmHg và nhiệt độ khí không đổi BÀI 30 : Một ống thủy tinh tiết diện đều, đầu kín đầu hở Lúc đầu người ta nhúng đầu hở vào chậu nước cho mức nước và ngoài ống nhau, chiều cao còn lại (6) ống 25cm Sau đó người ta rút ống lên đoạn 5cm ( hình vẽ ) Hỏi mức nước ống dâng lên bao nhiêu, biết nhiệt độ xung quanh không đổi và áp suất khí là 30cm 25cm 760mmHg BÀI 31 : Một ống thủy tinh nhỏ, hở hai đầu ấn theo phương thẳng đứng vào chậu đựng thủy ngân cho khoảng cách từ mặt thủy ngân ống đến đầu trên ống là h cm Áp suất khí là H cmHg Tìm chiều cao cột không khí ống các trường hợp sau : a) lấy tay bịt đầu trên ống và ấn ống sâu thêm l1 cm b) lấy tay bịt đầu trên ống và kéo ống lên l2 cm Coi nhiệt độ không khí ống không đổi BÀI 32 : Bình thủy tinh có dung tích 15cm chứa không khí 177oC ngăn cách cột thủy ngân ống nằm ngang hình vẽ Khi hạ nhiệt độ bình xuống còn 27 oC thì có ít thủy ngân lọt vào bình a) Phân tích tượng b) Tính thể tích thủy ngân lọt vào bình (7) BÀI 33 : Một bình, dung tích V = 10 cm3 , chứa không khí nhiệt độ t1= 300oC nối với ống thủy tinh nằm ngang chứa đầy thủy ngân Tính khối lượng thủy ngân chảy vào bình, làm lạnh không khí bình đến nhiệt độ t 2=20oC Dung tích bình thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ Biết khối lượng riêng thủy ngân là 13,6g/cm3 BÀI 34 : Nhận xét biến đổi áp suất khối khí quá trình AB và BC biểu thị trên đồ thị (V,T) V C B A O T BÀI 35: Nung nóng khối khí định, ta vẽ đồ thị chúng sau: V p 2 1 O Hình T T O Dựa vào đồ thị hãy xác định thời gian nung nóng khí thì: Hình (8) a) Hình 1, áp suất tăng hay giảm ? Vì sao? b) Hình 2, khí bị nén hay dãn? Vì sao? BÀI 36 : Tính tỉ số phân tử khí có vận tốc không khác quá 0,5% so với : a) vận tốc có xác suất cực đại b) vận tốc trung bình số học c) vận tốc trung bình bình phương BÀI 37 : Ứng với giá trị nào vận tốc phân tử, các đường phân bố Maxwell nhiệt độ T1 và T2= T1 cắt ? BÀI 38 : Tìm áp suất không khí : a) Ở độ cao cách mặt đất 10 km b) Trong giếng sâu 10km Cho áp suất mặt đất là 100kPa Nhiệt độ không khí là oC Cho μ,T không phụ thuộc vào độ cao BÀI 39 : Tại độ cao h bao nhiêu, khối lượng riêng ôxy giảm 1% Nhiệt độ ôxy không thay đổi và 27OC BÀI 40 : Ở độ cao h bao nhiêu trên mặt nước biển thì khối lượng riêng không khí giảm e lần Biết nhiệt độ không khí là 0o C và không phụ thuộc vào độ cao h; không khí có μ=29 kg /kmol Lấy g=9,81m/s Hết (9)