Đáp án Vật lí 12 kết nối Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng

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.

Hướng dẫn chi tiết:

- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: pV = nRT

Trong đó: 

+ p là áp suất của khí (Pa)

+ V là thể tích của khí (m³)

+ n là số mol khí (mol)

+ R là hằng số khí lí tưởng (8,314 J/(mol.K))

+ Tlà  nhiệt độ của khí (K)

Ý nghĩa: Mối liên hệ giữa 4 đại lượng trạng thái (p, V, n, T) của khí lí tưởng. 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.

- Định luật Boyle: p₁V₁ = p₂V₂

Trong đó: 

+ p₁ ,V₁ là áp suất và thể tích ban đầu của khí 

+ p₂ ,V₂ là áp suất và thể tích sau khi biển đổi.

Ý nghĩa: Trong quá trình đẳng nhiệt (nhiệt độ không đổi) 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. 

- Định luật Charles:

Trong đó: 

+ T₁ ,V₁ là áp suất và thể tích ban đầu của khí 

+ T₂ ,V₂ là áp suất và thể tích sau khi biển đổi.

Ý nghĩa: Trong quá trình đẳng tích (thể tích không đổi) 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.

Hướng dẫn chi tiết:

Hình trên cho thấy  p₁ < p₂ .

Bởi vì quá trình chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái hai là đẳng tích nên T₁ < T₂

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

Hướng dẫn chi tiết:

Ta có: mà V, T không đổi. Trong đó:

+ p₁ ,V₁, T₁ là áp suất và thể tích ban đầu của khí 

+ p₂ ,V₂. T₂ là áp suất và thể tích sau khi biển đổi.

Lại có ,

Nên có được : tỉ lệ thuận với m₁ , p₂ tỉ lệ thuận với m₂.

kg

Vậy

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

Hướng dẫn chi tiết:

Ta có : p₁V₁ = p₂V₂ m³

Vậy nếu nén đẳng nhiệt lượng khí này tới áp suất 5.10⁵ Pa thì thể tích của lượng khí sẽ là 0,4 m³.

Vậy đáp án đúng là  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?

Hướng dẫn chi tiết: