BÀI 9 : ĐỊNH LUẬT BOYLE

(14 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Em hãy nêu định nghĩa của quá trình đẳng nhiệt?

Trả lời:

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

Câu 2: Em hãy phát biểu định luật Boyle và viết biểu thức của định luật này?

Trả lời:

Phát biểu: Khi nhiệt độ của một khối lượng khí xác định giữ không đổi thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.

Biểu thức: pV = hằng số hay p₁V₁ = p₂V_2.

Câu 3: Em hãy liệt kê một số ứng dụng của định luật Boyle trong đời sống?

Trả lời:

Ứng dụng:

- Chế tạo các dụng cụ như bơm xe đạp, bình cứu hoả, phao cứu sinh,…

- Hoá lỏng khí để bảo quản và vận chuyển.

- Lặn biển.

Câu 4: Có mấy thông số trạng thái của khối khí, em hãy kể tên những thông số đó?

Trả lời:

Có 3 thông số trạng thái của khối khí, đó là: thể tích V, áp suất p, nhiệt độ tuyệt đối T.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Một bình chứa 10 lít khí ở áp suất 2 atm. Người ta nén khí trong bình đến áp suất 4 atm. Nhiệt độ lượng khí trong toàn bộ quá trình là không đổi. Thể tích của khí sau khi nén là bao nhiêu?

Trả lời:

Áp dụng định luật Boyle, ta có:

Câu 2: Một lượng khí xác định ở áp suất 3 atm có thể tích là 10 lít. Tính thể tích của khối khí khi nén đẳng nhiệt đến áp suất 6atm.

Trả lời:

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt cho khối khí trên:

Câu 3: Nén đẳng nhiệt khối khí xác định làm áp suất thay đổi một lượng là 0,5 atm. Biết thể tích và áp suất ban đầu lần lượt là 5 lít và 2atm, tính thể tích của khối khí lúc sau.

Trả lời:

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt cho khối khí trên:

Câu 4: Một khối khí có thể tích 16 lít, áp suất từ 1atm được nén đẳng nhiệt tới áp suất là 4atm. Tìm thể tích khí đã bị nén.

Trả lời:

Thể tích khí đã bị nén là:

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Một bong bóng khí ở độ sâu 5 m có thể tích thay đổi như thế nào khi nổi trên mặt nước cho áp suất tại mặt nước là 10⁵ Pa, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³, gia tốc trọng trường là 10 m/s².

Trả lời:

Ở độ sâu 5m:

Ở mặt nước:

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt ta có:

Câu 2: Nén một khối khí đẳng nhiệt từ thể tích 24 lít đến 16 lít thì thấy áp suất khí tăng thêm lượng Dp = 30kPa. Hỏi áp suất ban đầu của khí là?

Trả lời:

Áp suất ban đầu của khí là:

Câu 3: Ở áp suất 1 atm ta có khối lượng riêng của không khí là 1,29 kg/m³. Hỏi ở áp suất 2atm thì khối lượng riêng của không khí là bao nhiêu, coi quá trình là quá trình đẳng nhiệt.

Trả lời:

Khối lượng không khí thay đổi

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt cho khối khí trên ta có:

Câu 4: Khối lượng riêng của oxi ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,43 kg/m³. Tính khối lượng khí oxi ở trong bình kín thể tích 10 lít, áp suất 150 atm nhiệt độ 0℃.

Trả lời:

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt cho khối khí trên:

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Một học sinh dùng tay để bơm không khí vào một quả bóng cao su có thể tích là 3 lít, với áp suất không khí là 10⁵ N/m². Xung quanh của bơm có chiều cao là 42cm, đường kính xy lanh là 5cm. Hỏi học sinh đó phải bơm bao nhiêu lần để không khí trong bóng có áp suất 5.10⁵ N/m², biết trong quá trình bơm nhiệt độ không thay đổi. Áp dụng với trường hợp trước khi bơm trong quả bóng không có không khí?

Trả lời:

Gọi V₀, p₀ là thể tích và áp suất mỗi lần bơm.

Thể tích mỗi lần bơm là

Khi nén vào bóng có thể tích V có áp suất

Trước khi bơm trong quả bóng không có không khí

lần.

Câu 2: Một ống thuỷ tinh tiết diện đều có chiều dài 60cm gồm một đầu kín, một đầu hở hướng lên, trong ống có cột không khí ngăn cách với bên ngoài bằng cột thuỷ ngân dài 40cm, cột thuỷ ngân bằng miệng ống. Khi ống thẳng đứng miệng ở dưới thì một phần thuỷ ngân chảy ra ngoài. Tìm cột thuỷ ngân còn lại trong ống. Biết áp suất khí quyển là 80cmHg.

Trả lời:

Gọi S là diện tích ống thuỷ tinh.

Chiều dài cột không khí có trong ống là l₁ = 60 - 40 = 20 cm.

Áp suất không khí trong ống

Khi lật ngược miệng ống phía dưới thì cột thuỷ ngân còn lại trong ống là x nên , chiều dài cột không khí ..

Ta có :

Mà x < 40 cm nên x = 20cm.

Vậy độ cao cột thuỷ ngân còn lại trong ống là 20cm.