Trong hệ tọa độ V, T đường đẳng áp có dạng thế nào và có đặc 10Các quá trình biến đổi của một lượng khí lí tưởng được diễn tả lần lượt các đồ thị ở hình vẽ là các quá trình gì?. TỔ VẬT
Trang 1GV Nguyễn Đức Hiệp - Trường THPT Trần Đại Nghĩa
CHƯƠNG VI CHẤT KHÍ
(Các câu hỏi hoặc bài tập có kí hiệu (*) dùng cho chương trình Vật lí 10 nâng cao)
A Lí thuyết
1) Thế nào là mol, khối lượng mol, thể tích mol?
2) Tại sao, lốp xe đạp để ngoài nắng một thời gian lâu lại căng lên? Giải thích tại sao săm xe đạp còn tốt, sau khi bơm căng, để lâu ngày lại bị xẹp dần?
3) Tại sao chất khí có thể gây áp suất trên thành bình?
4) Các van bảo hiểm trong các nồi sup-de, nồi áp suất có tác dụng gì?
5) Sự khác nhau giữa các thể rắn, lỏng, khí được giải thích như thế nào?
6) Trạng thái của một lượng khí xác định bằng các đại lượng (thông số) nào?
7) Thế nào là nhiệt độ tuyệt đối?
8) Thế nào là đường đẳng nhiệt ?
Trong hệ tọa độ (p, V) đường đẳng
nhiệt có dạng thế nào? Nhìn vào
đồ thị trên hình vẽ, hãy so sánh
nhiệt độ T1 và T2
9) Thế nào là đường đẳng tích? Trong hệ tọa độ (p, T) đường đẳng tích có dạng thế nào và có đặc
Thế nào là đường đẳng áp? Trong hệ tọa độ (V, T) đường đẳng áp có dạng thế nào và có đặc
10)Các quá trình biến đổi của một lượng khí lí tưởng được diễn tả lần lượt các đồ thị ở hình vẽ là các quá trình gì ? Hãy biểu diễn các quá trình đó trong các hệ toạ độ khác
Hình f Hình g Hình h Hình i
Trang 2TỔ VẬT LÍ - Trường THPT Trần Đại Nghĩa
11) Nếu cả nhiệt độ và thể tích khối khí lí tưởng tăng gấp đôi, thì áp suất của nó thay đổi thế nào?
12) Trong một quá trình đẳng tích, mật độ chất khí giảm xuống 4 lần và nhiệt độ tăng lên gấp 2 lần Hỏi khối lượng khí và áp suất trong bình phải thay đổi thế nào?
13) *Viết phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép và nêu ý nghĩa, đơn vị của các đại lượng trong phương trình Từ đó hãy suy ra các biểu thức của các định luật Bôi-Mariôt, Sac-lơ, Gay Luy-xác? Phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép có gì khác phương trình trạng thái khí lí tưởng?
B Bài tập
1 Một xilanh (chứa 200 cm3 không khí) có pittông, đặt nằm ngang, diện tích pittông S = 20 cm2 Biết áp suất khí quyển bằng 105 N/m2
a) Khi pittông đứng yên, tìm áp suất không khí trong xilanh
b) Nén pittông một đoạn 1 cm, áp suất trong xilanh tăng hay giảm một lượng bằng bao nhiêu?
ĐS : a) 105 Pa; b) 0,11.105 Pa
2 Một lượng khí ở điều kiện chuẩn có thể tích 2 cm3 Thể tích V của lượng khí này bằng bao nhiêu khi nó bị nén đẳng nhiệt tới áp suất 5 atm ?
3 Một bọt khí có thể tích tăng gấp đôi khi nổi từ đáy lên mặt hồ nước Tính độ sâu của hồ nước,
cho rằng nhiệt độ của khối nước trong hồ không đổi và áp suất khí quyển pa = 105 N/m2
ĐS : 10 m
4 Một bình kín chứa một lượng khí ở 27oC và áp suất 2.105 N/m2 Đun nóng khí trong bình lên
870C thì lúc đó áp suất của khí là bao nhiêu ?
ĐS : 2,4.105 Pa
5 Một lượng khí chứa trong xi lanh có thể tích V1 và áp suất p1 Đẩy pittông đủ chậm để nén lượng khí này sao cho thể tích của nó giảm 2 lần và nhiệt độ không đổi Hỏi khi đó áp suất của lượng khí trong xi lanh tăng, giảm bao nhiêu lần ?
ĐS : 2 lần
6 Một bình có dung tích 20 l chứa đầy khí ôxi dưới áp suất 200 at Nếu xả từ từ lượng khí này ra
ngoài đến khi thể tích khí trong bình còn 25% thể tích ban đầu thì áp suất trong bình bằng bao nhiêu ? Coi nhiệt độ khí ôxi không đổi?
ĐS : 50 at
7 Một lượng không khí chiếm thể tích 12 l ở 15oC và áp suất khí quyển bằng 760 mmHg Người
ta nén lượng không khí này vào trong một bình có dung tích 2 l và nung nóng bình tới 200oC Hỏi khi đó áp suất p tính bằng mmHg của lượng không khí bằng bao nhiêu ? Bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình chứa khí
ĐS : 7489,17 mmHg
8 Một ống bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3 cm Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu
vòi bơm và ấn pittông từ từ để nén không khí trong ống bơm sao cho nhiệt độ trong ống bơm luôn bằng nhiệt độ bên ngoài Tính lực tác dụng lên pittông khi thể tích của lượng không khí trong ống bơm giảm tới một phần tư thể tích ban đầu Áp suất khí quyển bằng pn≈ 105 Pa
ĐS : 212 N
9 Người ta dùng một chiếc bơm tay có ống bơm dài 50 cm và đường kính trong 4 cm để bơm đều
suất khí quyển) Tính số lần bơm để áp suất khí trong săm xe bằng 4 atm và có thể tích 6,28 l Coi nhiệt độ của không khí trong săm là không đổi
Trang 3GV Nguyễn Đức Hiệp - Trường THPT Trần Đại Nghĩa
ĐS : 40
10* Một xilanh chứa 10 kg khí ở áp suất 106 N/m2 Tìm lượng khí thoát ra khỏi xilanh nếu áp suất giảm một lượng 0,75 106 N/m2 (giữ nguyên thể tích không đổi) Coi nhiệt độ của khí không đổi
ĐS : 4,285 kg
*11 Một cột thủy ngân dài 20 cm nằm giữa một ống thủy tinh dài 1 m (tiết diện ngang không đáng
kể), các phần còn lại của ống chứa không khí và ống được hàn kín hai đầu, đặt nằm ngang Nếu ống
đặt thẳng đứng, cột thủy ngân sẽ di chuyển xuống dưới một khoảng x = 5,24 cm Xác định áp suất của
không khí trong ống
ĐS : 750 mmHg
*12 Một bình A có thể tích V1 = 3l chứa khí ở áp suất p1 = 2 atm và bình B thể tích V2 = 4 l chứa
cùng chất khí đó ở áp suất p2 = 1 atm Nhiệt độ ở cả hai bình giống nhau Nếu mở van nối giữa hai bình thì áp suất trong hai bình sẽ là bao nhiêu ?
*13 Một bình chứa 14 g khí nitơ và 10 g khí hiđrô ở nhiệt độ 10oC và áp suất 106 N/m2 Tìm: a) Khối lượng mol của hỗn hợp khí
b) Thể tích của bình chứa
ĐS : a) 4,36 g/mol; b) 13 l
*15 Một bình thể tích V = 10 l chứa khí lí tưởng ở 0oC, áp suất khí là p = 1 atm Sau khi một lượng nhỏ khí thoát ra khỏi bình, áp suất trong bình giảm một lượng ∆p = 0,5 atm (nhiệt độ vẫn không thay
đổi) Tìm % khối lượng khí thoát ra khỏi bình
ĐS : 50%
*16 Một bình chứa một lượng khí ở 27oC và áp suất 40 at Khi cho một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì nhiệt độ của bình hạ xuống tới 12oC Hỏi áp suất của lượng khí còn lại trong bình bằng bao nhiêu?
ĐS : 19 at
*17 Một khí cầu có thể tích V = 2,4.104m3 chứa khí heli Các bộ phận khác của khí cầu có khối lượng là m = 17.103 kg và có thể tích không đáng kể so với thể tích của khí heli Lúc đầu không khí có áp suất p0 và khối lượng riêng ρ0 = 1,25 kg/m3; khối lượng riêng của heli là ρ = 0,179 kg/m3 Giả sử áp suất khí quyển giảm đi 1,25 % khi lên cao 100 m và nhiệt không thay đổi Tính
độ cao tối đa mà khí cầu đạt được
ĐS : 2,727 km
*18 Một bình cầu thủy tinh chứa một khối lượng khí ở 15oC Hỏi áp suất khí sẽ giảm đi bao nhiêu lần nếu 40% khí thoát ra khỏi bình cầu đồng thời nhiệt độ giảm đến 8oC
ĐS : 1,7 lần
*19 Một bình thép chứa không khí ở điều kiện chuẩn, được đậy kín bằng một nắp đậy khối lượng
m = 3,7 kg Tiết diện của miệng bình là 10 cm2 Phải đun nóng không khí trong bình lên đến nhiệt độ nào thì nắp bình bị đẩy lên vừa hở miệng bình và không khí nóng thoát ra ngoài Biết
áp suất khí quyển p0 = 1 atm
ĐS : 1000C
*20 Từ đáy các hồ, ao thường có những bọt khí hình cầu trồi lên, càng gần mặt nước càng nở to
ra Hỏi ở độ sâu nào thì thể tích của bọt khí chỉ bằng 9/10 thể tích của nó khi tới mặt nước Cho biết áp suất không khí p0 = 760 mmHg, nhiệt độ của nước không đổi theo độ sâu Khối lượng riêng của thủy ngân là 13,6.103 kg/m3; của nước 103 kg/m3
ĐS :1,15 m