Vận dụng biểu thức của phương trình trạng thái của khí lý tưởng vào giải bài tập.. GV: Yêu cầu HS phát biểu và viết biểu thức của quá trình đẳng áp.. GV: Yêu cầu một HS sửa bài tập, các
Trang 1BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Sác – lơ
Viết được biểu thức của phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Phát biểu và viết được biểu thức của quá trình đẳng áp
2 Kĩ năng
Vận dụng biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt vào giải bài tập
Vận dụng biểu thức của định luật Sác – lơ vào giải bài tập
Vận dụng biểu thức của phương trình trạng thái của khí lý tưởng vào giải bài tập Vận dụng biểu thức của quá trình đẳng áp vào giải bài tập
3 Thái độ
Cẩn thận, tự giác, hăng hái phát biểu
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
Bài tập
2 Học sinh
Ôn lại công thức: quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp, phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Nhắc kiến thức cũ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Trang 2GV: Yêu cầu HS viết biểu
thức của phương trình
trạng thái của khí lý
tưởng
GV: Yêu cầu HS phát
biểu và viết biểu thức
định luật Bôi-lơ –
Ma-ri-ốt
GV: Yêu cầu HS phát
biểu và viết biểu thức
định luật Sác – lơ
GV: Yêu cầu HS phát
biểu và viết biểu thức của
quá trình đẳng áp
HS: Trả lời p1V1
T1
=p2V2
T2
Trong quá trình đẳng nhiệt của 1 lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích
p1.V1 = p2.V2
Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định,
áp suất tỷ lệ thuận với nhiệt
độ tuyệt đối
p1
T1=
p2
T2
Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp
V1
T1
=V2
T2
Trong đó:
p là áp suất ( Pa)
V là thể tích (m3)
T là nhiệt độ tuyệt đối (K)
Hoạt động 2: Sửa bài tập
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Trang 3nhiệt):
Một lượng khí có V 1 = 3 lít,
P 1 = 3.10 5 Pa Hỏi khi nén
V 2 =2/3 V 1 thí áp suất của nó
là bao nhiêu?
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
Bài 3 (BT quá trình đẳng
nhiệt):
Khối lượng riêng của oxi ở
điều kiện chuẩn là
1,43 kg/m 3 Tính khối lượng
khí oxi ở trong bình kín thể
tích là 10 lít, áp suất 150atm
nhiệt độ 0 o C.
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
V1 = 3 lít
p1 = 3.105 Pa
V2 = 2/3 V1 = 2/3.3= 2 lít
p2 = ?
Giải
Theo định luật Bôi-lơ -Ma-ri-ốt ta có:
p1.V1 = p2.V2
p2=p1 V1
V2 =
3.10 5 3
2 =4,5 10
5Pa
3) Tóm đề:
Trạng thái 1(ĐKTC):
p1 = 1atm
t1 = 0oC
ρ1= 1,43kg/m3
Trạng thái 2:
V2 = 10 lít
p2 = 150 atm
t2 = 0oC
m2 = ?
Giải
Ta có: t1 = t2
Quá trình đẳng nhiệt
Áp dụng định luật Bôi-lơ -Ma-ri-ốt
ta có:
p1.V1 = p2.V2
V1= p2 V2
p1
¿ 150.10 1
¿1500 lít
¿1500 d m3
¿1,5 m3
Trang 4Bài 6 (BT quá trình đẳng
tích):
Biết áp suất của khi trơ
trong bóng đèn tăng 1,5 lần
khi đèn cháy sáng so với tắt
Biết nhiệt độ đèn khi tắt là
27 0 C Hỏi nhiệt độ khí trong
bóng đèn cháy sáng bình
thường là bao nhiêu?
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
Ta có:ρ1=m1
V1
m1 = ρ1.V1= 1,43.1,5
= 2,145 kg
Vì khối lượng là không đổi nên
m1 = m2 = 2,145 kg
6) Tóm đề:
Trạng thái 1: Đèn tắt
t1= 270C ⇒ T1 = 300K
p1
Trạng thái 2: Đèn sáng
T2 = ?
p2 = 1,5p1
Giải
Vì đèn kín nên thể tích không đổi
=> Quá trình đẳng tích
Áp luật định luật Sác – Lơ:
p1
T1 = p2
T2
⇒ T2 = p2 T1
p1 = 1,5 p1 T1
p1
= 1,5 T1
= 1,5.300 = 450K
⇒t2 = 1770C
7) Tóm đề:
a) Trạng thái 1:
Trang 5Bài 7 (BT quá trình đẳng
tích):
Một bình dãn nở nhiệt kém
chứa lượng khí nào đó.
a) Chất khí trong bình ở 0 0 C
sẽ tác động lên áp suất 2,5
atm Hỏi khi nhiệt độ của
khí là 273 0 C, thì áp suất của
nó bằng bao nhiêu?
b) Chất khí trong bình ở 0 0 C
có áp suất p o Hỏi khi áp
suất của khi trong bình tăng
lên gấp 3 lần thì nhiệt độ của
khí lúc đó bằng bao nhiêu?
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
t1= 00C ⇒ T1 = 273K
p1 = 2,5 atm Trạng thái 2:
t2 = 2730C ⇒ T2 = 546K
p2 = ? b) Trạng thái 1:
t1= 00C ⇒ T1 = 273K
p1 = po
Trạng thái 2:
p2 =3p1 = 3po
T2 = ?
Giải a) Vì bình giãn nở kém nên ta coi như thể tích là không đổi
Quá trình đẳng tích
Áp luật định luật Sác – Lơ:
p1
T1 = p2
T2
⇒ p2 = p1 T2
T1
= 2,53.546273
= 5,06 atm ≈ 5,13.105 Pa
b) Áp luật định luật Sác – Lơ:
p1
T1 = p2
T2
Trang 6Bài 4 (BT PTTT khí lý
tưởng):
Nén 10 lít khí ở nhiệt độ
27 o C để cho thể tích của nó
chỉ là 4 lít, vì nén nhanh khí
nóng lên đến 60 o C Hỏi áp
suất của khí tăng lên bao
nhiêu lần?
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
⇒ T2 = p2 T1
p1 ¿
3 p0 273
p0
= 819K
4) Tóm đề:
Trạng thái 1:
V1 = 10 lít
t1= 270C ⇒ T1 = 300K
p1
Trạng thái 2:
V2 = 4 lít
t2= 600C ⇒ T2 = 333K
p2
p2
p1 = ?
Giải
Áp dụng PT trạng thái của khí lý tưởng ta có:
p1V1
T1
=p2V2
T2
p2
p1=
V1T2
T1V2
¿ 10.333 300.4
¿2,78 lần
5) Tóm đề:
Trạng thái 1:
p1
V1
T1 = ? Trạng thái 2:
Trang 7Bài 5 (PTTT khí lý tưởng):
Tính nhiệt độ ban đầu của
một khối khí xác định biết
rằng khi nhiệt độ tăng thêm
16K thì thể tích khí giảm đi
10% so với thể tích ban đầu,
áp suất thì tăng thêm 20%
so với áp suất ban đầu.
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
Bài 7 (BT quá trình đẳng
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
T2 = T1 + 16
V2 = V1 – 0,1V1
p2 = p1 + 0,2 p1
Giải
Áp dụng PT trạng thái của khí lý tưởng ta có:
p1V1
T1 =
p2V2
T2
T1=p1V1T2
p2V2 =
p1V1.(T1+16) (p1+0,2 p1).(V1−0,1 V1)=
p1V1.(T1+16)
p1V1−0,1 p1V1+0,2 p1V1−0,02 p1V1=
p1V1.(T1+ 16)
p1V1(1−0,1+0,2−0,02)=
(T1+16) 1,08
1,08 T1 = T1 + 16
0,08T1 = 16
T1 = 200 K
7) Tóm đề:
Trang thái 1:
V1 = ?
t1 = 32oC => T1 = 305K Trang thái 2:
V2 = V1 +1,7 = ?
t2 = 117oC => T1 = 390K
P = const
Giải
Quá trình đẳng áp ta có:
V1
T1
=V2
T2
V1=V2T1
T2
V1=(V1+1,7).305
390
390V1 = 305 V1 + 518,5
Trang 8Thể tích của một lượng khí lí
tưởng xác định thay đổi
1,7 lít sau khi nhiệt độ tăng
từ 32 o C lên 117 o C Tính thể
tích của khối khí trước và
sau thay đổi nhiệt độ, coi
quá trình là đẳng áp.
GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
Bài 8 (BT quá trình đẳng
áp):
Thể tích của một khối khí lí
tưởng tăng thêm 10% sau
khi nhiệt độ tăng đẳng áp
đến 47 o C Xác định nhiệt độ
ban đầu của khối khí.
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
85 V1 = 518,5
V1 = 6,1 lít
V2 = V1 +1,7 = 6,1 + 1,7 = 7,8 lít
8) Tóm đề:
Trang thái 1:
V1
T1 = ? Trạng thái 2:
V2 = V1 + 0,1V1
t2 = 47oC => T1 = 320K
P = const
Giải
Quá trình đẳng áp ta có:
V1
T1=
V2
T2
T1=V1T2
V2
¿ V1.320
V1.(1+0,1)
= 290,9 K
Trang 9GV: Yêu cầu HS đọc đề bài,
tóm tắt đề bài
GV: Yêu cầu một HS sửa bài
tập, các HS khác làm và vở
GV: Yêu cầu HS nhận xét,
đánh giá bài giải của HS
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
HS: Thực hiện
IV DẶN DÒ
Yêu cầu HS về nhà làm các bài tập còn lại