Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Vật lí 12 cd bài 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Một phòng trống có kích thước 5,0 m × 10,0 m × 3,0 m. Lúc đầu, không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 0,0 °C và áp suất 1,0.105 Pa) và có khối lượng mol là 29 g/mol.

a) Xác định số mol và khối lượng không khí có trong phòng. Biết hằng số khí lí tưởng là R = 8,31 J.mol-1 K-1

b) Khi mở cửa phòng thì nhiệt độ phòng tăng lên 20 °C và áp suất khí trong phòng bằng áp suất bên ngoài phòng là 0,9.105 Pa. Tính khối lượng không khí trong phòng đã thoát ra ngoài.

Câu 2: Một người chế tạo dụng cụ đo độ nghiêng của bề mặt nằm ngang là một ống thuỷ tinh tiết diện S nhỏ được bịt kín hai đầu. Trong ống có chứa khí và ở giữa ống có một cột thuỷ ngân (Hg) dài l. Khi đặt ống trên mặt phẳng nằm ngang, cột thuỷ ngân nằm chính giữa ống (Hình 2.4a) và phần ống chứa khí ở hai đầu dài L như nhau. Khi dựng ống thẳng đứng, cột thuỷ ngân bị dịch xuống một đoạn ∆l, phần ống chứa khí phía dưới ngắn hơn phần ống phía trên (Hình 2.4b).

a) Vì sao cột thuỷ ngân lại dịch xuống khi dựng ống thẳng đứng?

b) Cho L = 0,50 m; l = 0,10 m; ∆l = 0,05 m. Hãy xác định áp suất po của khí trong ống thuỷ tinh khi ống nằm ngang theo đơn vị cmHg.


Câu 1: 

a) pV = nRT → số mol không khí trong phòng là n = 6,6.103 mol.

Khối lượng không khí trong phòng là m = 1,9.102 g.

b) Xét lượng khí trong phòng lúc đầu khi ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 0,9.105 Pa có thể tích là V2 = 178 m3 lớn hơn thể tích phòng V1 = 150 m3. Như vậy, đã có ∆V = 28 m3 khí ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 0,9.105 Pa thoát ra khỏi phòng.

Khối lượng không khí trong phỏng đã thoát ra ngoài bằng:

Δm = Tech12h

Câu 2: 

a. Khi ống thuỷ tinh nằm ngang, phần ống chứa khí ở hai đầu dài bằng nhau nên lượng khí ở hai đầu ống là giống nhau, có thể xem như cùng một lượng khí. Khi dựng ống thuỷ tinh thẳng đứng, áp suất của cột khí phía dưới p1 cân bằng với áp suất của cột khí phía trên p2 và áp suất của cột thuỷ ngân pHg : 

p1 = p2 + pHg hay   p1 > p2.

Do đó, cột thuỷ ngân dịch xuống để thể tích phần khí phía dưới nhỏ hơn thể tích khí phía trên.

b. Áp suất po của khí trong ống thuỷ tinh khi ống nằm ngang là:

Tech12h45 (cmHg)

Áp dụng định luật Boyle cho lượng khí ở phần ống phía trên:

– Khi ống nằm ngang, lượng khí này có áp suất po và thể tích SL.

– Khi ống thẳng đứng, lượng khí này có áp suất p2 và thể tích S(L + ∆l).

Vậy po = 49,5 cmHg.


Bình luận

Giải bài tập những môn khác