Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG GIÁO VIÊN: PHẠM VĂN TÙNG Đây tài liệu kèm giảng Phương trình trạng thái khí lí tưởng thuộc khóa học: Vật lí 10 Thầy Đỗ Ngọc Hà-Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Để sử dụng hiệu quả, Bạn nên kết hợp xem tài liệu giảng I Khí thực khí lí tưởng — Các chất khí thực tuân theo gần định luật Bôilơ – Mariôt định luật Sáclơ Giá trị tích pV thương p thay đổi theo chất, nhiệt độ áp suất chất khí T — Chỉ có khí lí tưởng tuân theo định luật chất khí học II Phương trình trạng thái khí lí tưởng Xét lượng khí chuyển từ trạng thái (p1, V1, T1) sang trạng thái (p2, V2, T2) qua trạng thái trung gian (1’) (p’, V2, T1) : — Từ TT.1 tới TT 1’: trình đẳng nhiệt pV — Ta có p1V1=p’V2  p’= 1 V2 — Từ TT.1’ tới TT.2: trình đẳng tích: p' p2 ' Ta có (2)  T1 T2 — Thế (1) vào (2) ta p1V1 p2 pV p V pV  1 2   số V2 T1 T2 T1 T2 T ❸ ❸ gọi phương trình trạng thái khí lý tưởng III Quá trình đẳng áp Quá trình đẳng áp Quá trình đẳng áp trình biến đổi trạng thái áp suất không đổi Liên hệ thể tích nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp Trong trình đẳng áp lượng khí định, thể tích tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối V1 V2 V V~ T   số hay  T T1 T2 Đường đẳng áp — Đường biểu diễn biến thiên thể tích theo nhiệt độ áp suất không đổi gọi đường đẳng áp — Đồ thị đường đẳng áp : Trong hệ toạ độ OVT đường đẳng tích đường thẳng kéo dài qua gốc toạ độ IV Độ không tuyệt đối Từ đường đẳng tích đẳng áp hệ trục toạ độ OpT OVT ta thấy T = 0K p = V = Hơn nhiệt độ 0K áp suất thể tích só giá trị âm Đó điều thực Do đó, Ken-vin đưa nhiệt giai bắt đầu nhiệt độ K K gọi độ không tuyệt đối Nhiệt độ thấp mà người thực phòng thí nghiệm 10-9 K Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí VÍ DỤ HƯỚNG DẪN TRÊN VIDEO Một bóng tích lít, chứa khí 270C có áp suất 1at Người ta nung nóng bóng đến nhiệt độ 57 0C đồng thời giảm thể tích lít Áp suất lúc sau bao nhiêu? Hướng dẫn Trạng thái V1 = lít T1 = 273 + 27 p1 = at Trạng thái V2 = lít T2 = 273 + 57 p2 = ? T2 p1.V1 Áp dụng công thức: p2   2,2at T1.V2 Một lượng khí H2 đựng bình có V1 = lít áp suất 1,5at, t1 = 270C Đun nóng khí đến t2 = 1270C bình hở nên nửa lượng khí thoát Tính áp suất khí bình Hướng dẫn Trạng thái V1 = lít T1 = 273 + 27 p1 = 1,5 at Trạng thái V2 = V1/2 lít T2 = 273 + 127 p2 = ? T p V Áp dụng công thức: p2  1  4at T1.V2 Tính khối lượng riêng không khí 800C áp suất 2,5.105Pa Biết khối lượng riêng KK 00C 1,29kg/m3, áp suất 1,01.105Pa Hướng dẫn Trạng thái V1 T1 = 273 + 80 p1 = 2,5.105 Pa Trạng thái V2 T2 = 273 + p2 = 1,01.105 Pa TpV m T2 p1m Áp dụng công thức: V2  1    2  2,5kg / m3 Tp   T p 2 1 Nén 10 lít khí nhiệt độ 270C thể tích lít, nén nhanh khí bị nóng lên đến 60 0C Hỏi áp suất khí tăng lên lần? Hướng dẫn Trạng thái V1 = 10 lít T1 = 273 + 27 p1 Trạng thái V2 = lít T2 = 273 + 60 p2 p TV p1V1 p2V2 Áp dụng công thức:     2,78 lần T1 T2 p1 V2 T1 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí THAM KHẢO Ở 270C thể tích lượng khí lít Thể tích lượng khí nhiệt độ 227 0C áp suất không đổi bao nhiêu? Hướng dẫn T V V V Áp dụng công thức:   V2   10 lít T1 T2 T1 Một lượng khí đựng xilanh có pittông chuyển động Các thông số lượng khí: 1,5atm, 13,5 lít, 300K Khi pit tông bị nén, áp suất tăng lên 3,7atm, thể tích giảm 10 lít Xác định nhiệt độ nén Hướng dẫn p V T Áp dụng công thức: T2  2  548,1K  275,10 C p1.V1 Trong xilanh động đốt có 2dm3 hỗn hợp khí áp suất 1atm nhiệt độ 470C Pit tông nén xuống làm cho thể tích hỗn hợp khí 0,2 dm3 áp suất tăng lên 15atm Tính nhiệt độ hỗn hợp khí nén Hướng dẫn p V T Áp dụng công thức: T2  2  480K p1.V1 Một bóng tích 200 lít nhiệt độ 280C mặt đất Bóng thả bay lên đến độ cao mà áp suất khí 0,55 lần áp suất khí mặt đất có nhiệt độ 0C Tính thể tích bóng độ cao ( bỏ qua áp suất phụ gây vỏ bóng) Hướng dẫn TpV Áp dụng công thức: V2  1  340,7 lít Tp Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí  BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Cho đồ thị thay đổi trạng thái hình bên Nó vẽ sang hệ trục p – V chọn hình đây: 2p0 p (2) (1) p0 V0 (3) T0 T Câu 2: Hai trình biến đổi khí liên tiếp cho hình vẽ bên Mô tả sau hai trình đúng: A Nung nóng đẳng tích sau dãn đẳng áp B Nung nóng đẳng tích sau nén đẳng áp C Nung nóng đẳng áp sau dãn đẳng nhiệt D Nung nóng đẳng áp sau nén đẳng nhiệt Câu 3: Hai trình biến đổi khí liên tiếp cho hình vẽ Câu Thực trình để từ trạng thái trạng thái 1: A Nén đẳng nhiệt B dãn đẳng nhiệt C nén đẳng áp D dãn đẳng áp Câu 4: Một bình kín chứa mol khí Nitơ áp suất 105N/m2, nhiệt độ 270C Thể tích bình xấp xỉ bao nhiêu? A 2,5 lít B 2,8 lít C 25 lít D 27,7 lít Câu 5: Một bình kín chứa mol khí Nitơ áp suất 10 N/m, nhiệt độ 27 C Nung bình đến áp suất khí 5.105N/m2 Nhiệt độ khí sau là: A 1270C B 600C C 6350C D 12270C Câu 6: Nén 10 lít khí nhiệt độ 270C để thể tích giảm lít, trình nén nhanh nên nhiệt độ tăng đến 600C Áp suất khí tăng lần: A 2,78 B 3,2 C 2,24 D 2,85 Câu 7: Một bình kín dung tích không đổi 50 lít chứa khí Hyđrô áp suất 5MPa nhiệt độ 370C, dùng bình để bơm bóng bay, bóng bay bơm đến áp suất 1,05.105Pa, dung tích 10 lít, nhiệt độ khí nén bóng 120C Hỏi bình bơm bóng bay? A 200 B 150 C 214 D 188 Câu 8: Một mol khí áp suất 2atm nhiệt độ 30 C chiếm thể tích là: A 15,8 lít B 12,4 lít C 14,4 lít D 11,2 lít Câu 9: Một xilanh kín chia làm hai phần pitong cách nhiệt Mỗi phần có chiều dài 30 cm chứa lượng khí giống 270C Nung nóng phần lên 100c, phần làm lạnh 100C pitong dịch chuyển đoạn là: A 4cm B 2cm C 1cm D 0,5cm Câu 10: Một khí lí tưởng tích 10 lít 270C áp suất 1atm, biến đổi qua hai trình: trình đẳng tích áp suất tăng gấp lần; trình đẳng áp, thể tích sau 15 lít Nhiệt độ sau khối khí là: A 9000C B 810C C 6270C D 4270C Câu 11: Ở thời kì nén động đốt kì, nhiệt độ hỗn hợp khí tăng từ 470C đến 3670C, thể tích khí giảm từ 1,8 lít đến 0,3 lít Áp suất khí lúc bắt đầu nén 100kPa Coi hỗn hợp khí chất khí nhất, áp suất cuối thời kì nén là: A 1,5.106Pa B 1,2.106Pa C 1,8.106Pa D 2,4.106Pa Câu 12: Đồ thị mô tả chu trình khép kín cho hình bên Nếu chuyển đồ V thị sang hệ trục tọa độ khác đáp án mô tả tương đương: p p A V 2 V p B V C V T p D Câu 13: Phương trình sau áp dụng cho ba đẳng trình: đẳng áp, đẳng nhiệt, đẳng tích khối khí lí tưởng xác định: Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí A pV = const B p/T = const C V/T = const D pV/T = const Câu 14: Tích áp suất p thể tích V khối lượng khí lí tưởng xác định thì: A không phụ thuộc vào nhiệt độ B tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối C.tỉ lệ thuận với nhiệt độ Xenxiut D tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối Câu 15: Khi làm lạnh đẳng tích lượng khí lí tưởng xác định, đại lượng sau tăng? A Khối lượng riêng khí B mật độ phân tử C pV D V/p Câu 16: Khi làm nóng đẳng tích lượng khí lí tưởng xác định, đại lượng sau không đổi? A n/p B n/T C p/T D nT Câu 17: Hai bình cầu dung tích chứa chất khí nối với T2 T1 ống nằm ngang Một giọt thủy ngân nằm ống ngang Nhiệt độ bình tương ứng T1 T2 Tăng gấp đôi nhiệt độ tuyệt đối khí bình giọt Hg chuyển động nào: A nằm yên không chuyển động B chuyển động sang phải C chuyển động sang trái D chưa đủ kiện để nhận xét Câu 18: Hai bình cầu dung tích chứa chất khí nối với ống nằm ngang Một giọt thủy ngân nằm ống ngang hình vẽ Câu 17 Nhiệt độ bình tương ứng T1 T2 Tăng nhiệt độ tuyệt đối khí bình thêm lượng ΔT giọt Hg chuyển động nào: nằm yên không chuyển động B chuyển động sang phải C chuyển động sang trái D chưa đủ kiện để nhận xét Câu 19: Một lượng khí lí tưởng xác định biến đổi theo chu trình hình vẽ bên p Nếu chuyển đồ thị sang hệ trục tọa độ (p,V) đáp án mô tả tương đương: T Câu 20: Một lượng khí lí tưởng xác định biến đổi theo chu trình hình vẽ Câu 19 Nếu chuyển đồ thị sang hệ trục tọa độ (V,T) đáp án mô tả tương đương: V V A T B T V 3 V 2 C T D T Câu 21: Một lượng khí lí tưởng xác định biến đổi theo chu trình hình vẽ bên Nếu chuyển đồ thị sang hệ trục tọa độ (p,T) đáp án mô tả tương đương: p p A T B 3 p T C D không đáp án A, B, C T Câu 22: Đồ thị sau không biểu diễn trình biến đổi khối khí lí tưởng: V p1 p p2>p1 T2>T1 p2 A p T2 T1 T B 1/V pV T2>T1 T1 T2 V C T2 T1 D T2>T1 p Câu 23: Trong động điezen, khối khí có nhiệt độ ban đầu 320C nén để thể tích giảm 1/16 thể tích ban đầu áp suất tăng 48,5 lần áp suất ban đầu Nhiệt độ khối khí sau nén bằng: Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng 0 Chất khí 0 A 97 C B 652 C C 1552 C D 132 C Câu 24: Một bình chứa khí Hyđrô nén có dung tích 20 lít nhiệt độ 27 C dùng để bơm khí vào 100 bóng, bóng có dung tích lít Khí bóng phải có áp suất atm nhiệt độ 170C Bình chứa khí nén phải có áp suất bằng: A 10atm B 11atm C 17atm D 100atm Câu 25: Cho đồ thị trình biến đổi trạng thái khối khí hình vẽ bên Hãy đâu nhận xét sai: A Đồ thị biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối thể tích không đổi B Đồ thị biểu diễn biến thiên thể tích theo nhiệt độ tuyệt đối áp suất không đổi C Đồ thị biểu diễn biến thiên áp suất theo thể tích nhiệt độ không đổi D Đồ thị biểu diễn biến thiên nhiệt độ tuyệt đối theo thể tích áp suất không đổi Câu 26: Một ống nghiệm tiết diện có chiều dài 76cm, đặt thẳng đứng chứa khối khí đến nửa ống, phía ống cột thủy ngân Nhiệt độ lúc đầu khối khí 00C áp suất khí 76cmHg Để nửa cột thủy ngân trào phải đun nóng khối khí lên đến nhiệt độ: A 300C B 500C C 70 C D 900C 76c m 00C Câu 27: Một khối khí tích giảm nhiệt độ tăng áp suất khối khí sẽ: A Giữ không đổi B tăng C giảm D chưa đủ kiện để kết luận Câu 28: Biết khối lượng mol cácbon 12g/mol số Avogadro NA = 6,02.1023 nguyên tử/mol Khối lượng nguyên tử cácbon là: A 2.10-23g B 2.10-23 kg C 2.10-20g D 2.10-20 kg Câu 29: Một lượng 0,25mol khí Hêli xi lanh có nhiệt độ T1 thể tích V1 biến đổi theo chu trình khép kín: dãn đẳng áp tới thể tích V2 = 1,5 V1; nén đẳng nhiệt; sau làm lạnh đẳng tích trạng thái ban đầu Nếu mô tả định tính trình đồ thị hình vẽ bên phải sử dụng hệ tọa độ nào? A (p,V) B (V,T) C (p,T) D (p,1/V) Câu 30: Một lượng 0,25mol khí Hêli xi lanh có nhiệt độ T1 thể tích V1 biến đổi theo chu trình khép kín: dãn đẳng áp tới thể tích V2 = 1,5 V1; nén đẳng nhiệt; sau làm lạnh đẳng tích trạng thái ban đầu Nhiệt độ lớn chu trình biến đổi có giá trị nào: A 1,5T1 B 2T1 C 3T1 D 4,5T1 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí ĐÁP ÁN Câu 10 Đáp án A B A C D A C B C C Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án B C D B D C A D C A Câu 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Đáp án D C B B C C B A B A Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | ... Hướng dẫn TpV Áp dụng công thức: V2  1  340 ,7 lít Tp Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm... 200 B 150 C 2 14 D 188 Câu 8: Một mol khí áp suất 2atm nhiệt độ 30 C chiếm thể tích là: A 15,8 lít B 12 ,4 lít C 14, 4 lít D 11,2 lít Câu 9: Một xilanh kín chia làm hai phần pitong cách nhiệt Mỗi... 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Chất khí A pV = const B p/T = const C V/T = const D pV/T = const Câu 14: Tích