BÀI 11 : PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Em hãy viết phương trình trạng thái của khí lí tưởng và cho biết phương trình trạng thái của khí lí tưởng gồm mấy thông số?

Trả lời:

- Phương trình trạng thái của một khối khí lí tưởng xác định:

- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng gồm ba thông số: p, V, T.

Câu 2: Mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của một khối khí xác định được dựa trên những định luật nào?

Trả lời:

Mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của một khối khí xác định được dựa trên định luật Boyle và Charles.

Câu 3: Em hãy viết phương trình Clapryron và cho biết phương trình đó có phải là phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay không?

Trả lời:

- Phương trình Clapyron:

pV = nRT (1)

- Phương trình (1) là phương trình trạng thái của khí lí tưởng.

Câu 4: Em hãy nêu ứng dụng của phương trình trạng thái khí lí tưởng áp dụng trong cuộc sống?

Trả lời:

Ứng dụng: dùng vào việc nghiên cứu, chế tạo các thiết bị có liên quan đến chất khí như khí cầu, bình đựng khí, trang phục lặn, máy điều hoà không khí, máy nén khí,…; nghiên cứu sự thay đổi áp suất và thể tích của các lớp khí tồn tại trong các vật liệu để tìm tòi, sản xuất các vật liệu đáp ứng được các yêu cầu sử dụng khác nhau.

2. THÔNG HIỂU (5 CÂU)

Câu 1: Trong xi lanh của một động cơ đốt trong, hỗn hợp khí ở áp suất 1at, nhiệt độ 47℃, có thể tích 40dm³. Nén hỗn hợp khí đến thể tích 5dm³, áp suất 15at. Tính nhiệt độ của khí sau khi nén.

Trả lời:

Ta có:

Nhiệt độ của khí sau khi nén là 327℃.

Câu 2: Trước khi nén, hỗn hợp khí trong xi lanh của một động cơ có áp suất 0,8at; nhiệt độ 50℃. Sau khi nén, thể tích giảm 5 lần, áp suất là 8at. Tìm nhiệt độ khí sau khi nén.

Trả lời:

Ta có:

Câu 3: Nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27℃ để cho thể tích của nó chỉ là 4 lít, vì nén nhanh khí bị nóng lên đến 60℃. Hỏi áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần?

Trả lời:

Câu 4: Một quả bóng có thể tích 200 lít ở nhiệt độ 28℃ trên mặt đất. Bóng được thả bay lên đến độ cao mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn 0,55 lần khí quyển ở mặt đất và có nhiệt độ 5℃. Tính thể tích của quả bóng ở độ cao đó (bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ bóng).

Trả lời:

Câu 5: Một bình dung tích 10 lít chứa 2g hydrogen ở 27℃. Tính áp suất khí trong bình.

Trả lời:

Áp dụng phương trình Claperon-Mendeleev ta được:

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Một bình dung tích 10 lít chứa 2g hydrogen ở 27℃. Tính áp suất khí trong bình.

Trả lời:

Áp dụng phương trình Claperon-Mendeleev ta được:

Câu 2: Một chất khí có khối lượng 1,0g ở 27℃ dưới áp suất 0,5 at và có thể tích 1,8 lít. Hỏi khí đó là gì? Biết rằng đó là một đơn chất.

Trả lời:

Áp dụng phương trình Claperon-Mendeleev ta được:

Câu 3: Một bình kín dung tích không đổi 50 lít chứa khí Hydro ở áp suất 5Mpa và nhiệt độ 37℃, dùng bình này để bơm bóng bay, mỗi quả bóng bay được bơm đến áp suất 1,05.10⁵, dung tích mỗi quả là 10 lít, nhiệt độ khí nén trong bóng là 12℃. Hỏi bình đó bơm được bao nhiêu quả bóng bay?

Trả lời

Câu 4: Bình dung tích 22 lít chứa 0,5g khí O₂. Bình chỉ chịu được áp suất không quá 21at. Hỏi có thể đưa khí trong bình tối đa tới nhiệt độ nào để bình không vỡ?

Trả lời:

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Trong một xilanh thẳng đứng có tiết diện không đổi, dưới một piston di động

không trọng lượng, có chứa không khí. Đặt một quả cân có khối lượng m = 10kg lên piston. Piston sẽ dịch chuyển Δh bằng bao nhiêu nếu nhiệt độ không khí trong xilanh được duy trì không đổi? Áp suất khí quyển p₀ = 10⁵ Pa , diện tích piston S = 100 cm² , khoảng cách từ piston chưa bị nén đến đáy xilanh h₀ = 100 cm . Gia tốc trọng trường

g = 10 m/s².

Trả lời:

Câu 2: Khí lý tưởng được chuyển từ trạng thái p₁ = 200 kPa, T₁ = 500K sang trạng thái p₂ = 138 kPa, T₂ = 300K sao cho thể tích khí thay đổi theo phương trình V = a+ bT, trong đó a và b là hằng số, T₁ > T > T₂. Xác định nồng độ cực đại n₀ của các phân tử khí trong quá trình này. Hằng số Boltzmann k = 1,38.10^-23 J/k.

Trả lời: