BÀI 10 : ĐỊNH LUẬT CHARLES

(14 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Em hãy nêu khái niệm của quá trình đẳng áp?

Trả lời:

Quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định khi giữ áp suất không đổi được gọi là quá trình đẳng áp.

Câu 2: Em hãy phát biểu định luật Charles, viết biểu thức và giải thích các đại lượng?

Trả lời:

- Phát biểu: Khi áp suất của một khối lượng khí xác định giữ không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

- Biểu thức:

Trong đó: V₁ , T₁ lần lượt là thể tích và nhiệt độ tuyệt đối ở trạng thái 1

V₂, T₂ lần lượt là thể tích và nhiệt độ tuyệt đối ở trạng thái 2.

Câu 3: Em biết gì về ứng dụng của định luật Charles trong đời sống?

Trả lời:

- Chế biến thực phẩm: Định luật Charles được sử dụng trong quá trình chế biến thực phẩm. Khi nâng cao nhiệt độ, thức ăn trong nồi nóng sẽ nhanh chóng chín và hấp thụ nhiệt.

- Hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí: Định luật Charles giúp hiểu về quá trình làm lạnh và điều hòa không khí. Khi hơi lạnh được nén lại, nhiệt độ của nó tăng lên và nó được làm mát. Khi hơi lạnh được giãn ra, nhiệt độ của nó giảm và không khí được làm lạnh.

Câu 4: Em hãy giải thích hiện tượng bơm xe đạp dựa vào định luật Charles?

Trả lời:

Khi bơm xe đạp, ta nén khí trong bình chứa. Theo định luật Charles, khi thể tích khí giảm (do bị nén), áp suất khí tăng. Nhờ vậy, áp suất khí trong bình đủ lớn để đẩy lốp xe phồng lên.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Thể tích của một lượng khí lí tưởng xác định thay đổi 1,7 lít sau khi nhiệt độ tăng từ 32℃ lên 117℃. Tính thể tích của khối khí trước và sau thay đổi nhiệt độ, coi quá trình là đẳng áp.

Trả lời:

Áp dụng quá trình đẳng áp ta có:

Câu 2: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 10% sau khi nhiệt độ tăng đẳng áp đến 47℃. Em hãy tính nhiệt độ ban đầu của khối khí.

Trả lời:

Áp dụng quá trình đẳng áp ta có:

Câu 3: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 1% và nhiệt độ tuyệt đối tăng thêm 3K khi đung nóng đẳng áp khối khí. Tính nhiệt độ ở trạng thái ban đầu của khối khí.

Trả lời:

Áp dụng quá trình đẳng áp ta có:

Câu 4: Nếu nhiệt độ của một bóng đèn khi tắt là 25℃, khi sáng là 323℃, thì áp suất của khí trơ trong bóng đèn tăng lên là bao nhiêu?

Trả lời:

Vì thể tích của bóng đèn không đổi nên ta áp dụng định luật Charles, ta có:

Vậy áp suất của khí trơ trong bóng đèn tăng lên 2 lần.

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Một ống thuỷ tinh tiết diện S một đầu kín, một đầu ngăn bởi giọt thuỷ ngân. Chiều dài cột không khí bên trong ống thuỷ ngân là l₁ = 20cm, nhiệt độ bên trong ống là 27℃. Xác định chiều cao của cột không khí bên trong ống khi nhiệt độ tăng thêm 10℃, coi quá trình biến đổi trạng thái có áp suất không đổi.

Trả lời:

Áp dụng định luật Charles, ta có:

Mặc khác, ta có:

Câu 2: Khí ở lò thoát ra theo ống khói hình trụ. Ở đầu dưới, khí có nhiệt độ 727℃ và chuyển động với vận tốc 5m/s. Hỏi vận tốc của khí ở đầu trên của ống (có nhiệt độ 227℃). Áp suất coi như không đổi.

Trả lời:

Gọi u₁; u₂ là vận tốc của khí ở đầu dưới và đầu trên của ống khói.

S là tiết diện của ống khói.

Ta xét trong 1 giây:

- Thể tích vào đầu dưới:

- Thể tích ra đầu trên:

Câu 3: Khối lượng riêng không khí trong phòng (27℃) lớn hơn khối lượng riêng của không khí ngoài sân nắng (42℃) bao nhiêu lần. Biết áp suất không khí trong và ngoài phòng như nhau.

Trả lời:

Ta có:

Vậy khối lượng riêng không khí trong phòng lớn hơn khối lượng riêng của không khí ngoài sân năng là 1,05 lần.

Câu 4: Ống thuỷ tinh tiết diện S một đầu kín (hình vẽ), một đầu ngăn bởi giọt thuỷ ngân, chiều dài cột không khí bên trong ống thuỷ tinh là , nhiệt độ bên trong ống là 27℃. Tìm chiều cao của cột không khí bên trong ống khi nhiệt độ tăng thêm 10℃, coi quá trình biến đổi trạng thái với áp suất là không đổi.

Trả lời:

Áp dụng định luật Charles ta có:

Vậy chiều cao của cột không khí bên trong ống khi nhiệt độ tăng thêm 10℃ là 20,67 cm.

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Xi lanh chia làm hai phần, mỗi phần dài 42cm và ngăn cách nhau bởi một pittong cách nhiệt. Mỗi phần xi lanh chứa cùng một khối lượng khí giống nhau, ở 27℃ dưới áp suất 1at. Cần phải nung nóng khí ở một phần của xi lanh lên bao nhiêu đề pittong có thể dịch chuyển 2cm.

Trả lời:

Câu 2: Hai bình chứa cùng một lượng khí nối với nhau bằng một ống nằm ngang tiết diện 0,4cm². ngăn cách nhau bằng một giọt thủy ngân trong suốt. Ban đầu mỗi phần có nhiệt độ 27^oC, thể tích 0,3lít. Tính khoảng dịch chuyển của một giọt thủy ngân khi nhiệt độ bình I tăng thêm 2^oC, bình II giảm 2^oC. Coi bình dãn nở không đáng kể.

Trả lời: