BÀI 13. BÀI TẬP VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG

KHỞI ĐỘNG

Để giải các bài tập về sự chuyển trạng thái của khí lí tưởng thì cần dùng những công thức nào? Nêu rõ ý nghĩa và cách dùng của từng công thức.

Đáp án chuẩn:

* pV = nRT

Ý nghĩa: Cho biết khi một đại lượng thay đổi thì các đại lượng khác thay đổi như thế nào.

Cách dùng:Dùng để tính một trong các đại lượng trạng thái khi biết 3 đại lượng còn lại.

* p₁V₁ = p₂V₂

Ý nghĩa: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, tích của áp suất và thể tích luôn không đổi.

Cách dùng: Dùng để tính áp suất hoặc thể tích của khí sau khi biến đổi đẳng nhiệt khi biết áp suất và thể tích ban đầu. 

*

Ý nghĩa: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Cách dùng: Dùng để tính áp suất hoặc nhiệt độ của khí sau khi biến đổi đẳng tích khi biết áp suất và nhiệt độ ban đầu.

Hoạt động 1: Hãy giải bài tập ví dụ 2 bằng cách vẽ đường đẳng tích thay cho đường đẳng áp.

Đáp án chuẩn:

- Vẽ đường đẳng tích: đường nét màu đen

T₁ < T₂

Hoạt động 2: Hãy dùng phương trình = hằng số để giải Bài tập ví dụ 3.

Đáp án chuẩn:

0,75 Kg

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu hỏi 1: Một lượng khí ở điều kiện tiêu chuẩn có thể tích 2m³. Nếu nén đẳng nhiệt lượng khí này tới áp suất 5.10⁵ Pa thì thể tích của lượng khí sẽ là:

A. 10 m³      B. 1 m³      C. 0,4 m³    D. 4 m³

Đáp án chuẩn:

Đáp án C

Câu hỏi 2: Một bóng thám không có các bộ phân chính như mô tả ở Hình 13.3.

a) Tại sao vỏ bóng phải được làm bằng chất liệu đàn hồi?

b) Tại sao để bóng bay lên, người ta phải bơm vào bóng một loại khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí?

c) Bóng thám không thường chỉ bay lên tới độ cao khoảng từ 30 km đến 40 km là bị vỡ. Tại sao bóng bị vỡ?

Đáp án chuẩn:

a)  Chất liệu đàn hồi giúp bóng có thể co giãn theo áp suất khí bên trong. Lúc nào khí thoát ra, vỏ bóng sẽ co lại, giữ cho bóng không bị rách.

b) Vì:

- Khi bơm hydro vào bóng, trọng lượng của quả bóng sẽ giảm đi, khiến nó dễ dàng bay lên hơn.

- Lực đẩy Archimedes: Khi bơm khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí vào trong bóng, trọng lượng của khí bên trong bóng sẽ nhỏ hơn trọng lượng của không khí bị bóng chiếm chỗ. Vì vậy quả bóng sẽ chịu một lực đẩy hướng lên, khiến nó bay lên. 

c) Vì do áp suất khí quyển: Khi áp suất bên ngoài giảm quá thấp, áp suất bên trong quả bóng sẽ không đủ để chống lại lực căng của vỏ bóng, dẫn đến việc vỏ bóng bị vỡ.

Câu hỏi 3: Một bình dung tích 40 dm³ chứa 3,96 kg khí oxygen. Hỏi ở nhiệt độ nào thì bình có thể bị vỡ, biết bình chỉ chịu được áp suất không quá 60 atm. Lấy khối lượng riêng của oxygen ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,43 kg/m³.

Đáp án chuẩn:

36,47 ℃

Câu hỏi 4: Một bình chứa một chất khí được nén ở nhiệt độ 27℃ và áp suất 40 atm. Nếu nhiệt độ của khí giảm xuống còn 12℃ và một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì áp suất khí sẽ bằng bao nhiêu?

Đáp án chuẩn:

21 atm

Câu hỏi 5: Hình 13.4 vẽ đường biểu diễn bốn quá trình chuyển trạng thái liên tiếp của một lượng khí trong hệ toạ độ (p,T) : (1 => 2),(2 => 3),(3 => 4),(4 => 1) . Hãy chứng tỏ rẳng chỉ có một trong bốn quá trình trên là đẳng tích.

Đáp án chuẩn:

Quá trình (1 => 2): quá trình đẳng tích.

Quá trình (2 => 3): quá trình đẳng áp.

Quá trình (3 => 4): quá trình đẳng tích.

Quá trình (4 => 1): quá trình đẳng áp

Em có thể: Vận dụng được các phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải các bài tập có liên quan.

Giải rút gọn;

Chúng ta cần nắm vững những kiến thức về phần khí lí tưởng để giải các bài tập có liên quan.