Giáo án điện tử Vật lí 12 cánh diều Bài tập Chủ đề 2

RẤT VUI ĐƯỢC GẶP LẠI CÁC EM!

VẬT LÍ 12

y

x

KHỞI ĐỘNG

Vẽ sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa nội dung kiến thức Chủ đề 2.

GỢI Ý

BÀI TẬP CHỦ ĐỀ 2

Bài tập số 1

Vì sao nói chuyển động Brown là bằng chứng cho sự tồn tại của các phân tử?

Đường gấp khúc thể hiện đường đi của hạt phấn hoa trong nước

Gợi ý

Chuyển động Brown chỉ có thể được giải thích một cách hợp lí thông qua mô hình chất lỏng hay chất khí gồm các phân tử riêng biệt đang chuyển động và tương tác.

Bài tập số 2

Một bình chứa 140 dm3 khí nitrogen (N2) ở nhiệt độ 20oC và áp suất 1 atm. Nén thật chậm để thể tích của khí N2 trong bình còn 42 dm3 sao cho nhiệt độ không đổi.

• Tính áp suất của khí sau khi nén.
• Nếu nén thật nhanh thì sẽ ảnh hưởng như thế nào đến nhiệt độ và áp suất của khí?

Giải

Ta có: V1 = 140 dm3; T = 20oC; p1 = 1 atm; V2 = 42 dm3.

a) Áp suất của khí sau khi nén là:

b) Nén thật nhanh thì nhiệt độ và áp suất của khí đều tăng sao cho:

Bài tập số 3

Một bình chứa 40 dm3 carbon dioxide (CO2) có áp suất 4,8.105 Pa ở nhiệt độ phòng. Biết khối lượng mol của CO2 là 44 g/mol. Tính:

a) Số mol CO2 trong bình.

b) Khối lượng CO2 trong bình.

Giải

Ta có: V = 40 dm3; p = 4,8.105 Pa; µ = 44 g/mol.

a) Lấy nhiệt độ phòng T = 300 K.

Số mol CO2 trong bình là:

b) Khối lượng CO2 trong bình là:

Bài tập số 4: Một xe tải vượt qua sa mạc Sahara. Chuyến đi bắt đầu vào sáng sớm khi nhiệt độ là 3oC. Thể tích khí chứa trong mỗi lốp xe là 1,5 m3 và áp suất trong các lốp xe là 3,42.105 Pa. Coi khí trong lốp xe có nhiệt độ như ngoài trời.

a) Giải thích vì sao các phân tử khí trong lốp xe gây ra áp suất lên thành ốp.

b) Tính số mol khí trong mỗi lốp xe.

c) Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến 42oC.

i. Tính áp suất trong lốp ở nhiệt độ mới này. Cho rằng khí trong lốp không thoát ra ngoài và thể tích lốp không thay đổi.

ii. Tính độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử không khí do sự gia tăng nhiệt độ này.

Giải

a) Các phân tử khí trong lốp xe chuyển động hỗn loạn va chạm với thành lốp gây ra áp suất lốp.

b) Ta có: T = 3 + 273 = 276 K; V = 1,5 m3; p = 3,42.105 Pa

Số mol khí trong mỗi lốp xe là

• Ta có: T1 = 3 + 273 = 276 K; V1 = 1,5 m3; p1 = 3,42.105 Pa; T2 = 42 + 273 = 315 K.

i. Áp suất trong lốp xe ở nhiệt độ 42oC là:

ii. Độ tăng động năng tịnh tiến:

Bài tập số 5

Một khinh khí cầu có khoang chứa và hành khách với tổng khối lượng là 450 kg. Phần khí cầu chứa 3.103 m3 không khí. Lấy g = 9,81 m/s2.

• Tính lực tối thiểu để nâng khinh khí cầu lên khỏi mặt đất.
• Áp suất khí quyển là 1,03.105 Pa và khối lượng riêng không khí là 1,29 kg/m3. Tính số mol không khí trong khí cầu. Coi không khí là khí lí tưởng có nhiệt độ 25oC.
• Khi không khí được đốt nóng, nó sẽ dãn nở và một phần bị đẩy ra ngoài qua lỗ thông hơi ở phía trên khí cầu. Tính nhiệt độ tối thiểu mà không khí bên trong khí cầu cần đạt tới để khinh khí cầu rời khỏi mặt đất. Coi khí cầu có dạng hình cầu bán kính R khi thực hiện các phép tính.

Giải

Ta có: m = 450 kg; V = 3.103 m3

a) Lực tối thiểu để nâng khinh khí cầu lên khỏi mặt đất:

F = (m1 + m2)g = (450 + 3.103.1,29.9,8) = 4,2.104 N.

b) p = 1,03.105 Pa, ρ0 = 1,29 kg/m3; T = 25 + 273 = 298 K

Số mol không khí trong khí cầu là

c) Để khí cầu rời khỏi mặt đất thì khối lượng riêng của không khí trong khí cầu là:

LUYỆN TẬP

Phần 1: Chọn đáp án đúng

Câu 1: Nguyên nhân chất khí gây áp suất lên thành bình là do

Khối lượng chất

D

Thể tích bình

Câu 2: Phương trình trạng thái của một khối lượng khí

lí tưởng được xác định bởi công thức nào?

= hằng số

= hằng số

= hằng số

Câu 3: Động năng trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức nào?

Câu 4: Hai bình kín có thể tích bằng nhau đều chứa khí lí tưởng ở cùng một nhiệt độ. Khối lượng khí trong hai bình bằng nhau nhưng khối lượng một phân tử khí của bình 1 lớn gấp hai lần khối lượng một phân tử khí ở bình 2. Áp suất khí ở bình 1

bằng áp suất khí ở bình 2.

bằng bốn lần áp suất khí ở bình 2.

bằng hai lần áp suất khí ở bình 2.

bằng một nửa áp suất khí ở bình 2.

Câu 5: Coi Trái Đất là một khối cầu bán kính 6400 km, nếu lấy toàn bộ số phân tử nước trong 1 g hơi nước trải đều trên bề mặt Trái Đất thì mỗi mét vuông trên bề mặt Trái Đất có bao nhiêu phân tử nước? Biết khối lượng mol của phân tử nước khoảng 18 g/mol.

3,33. 107 phân tử

6,02. 107 phân tử

6,52.107 phân tử

7,21. 107 phân tử

Câu 6: Ở điều kiện chuẩn, khối lượng riêng của oxygen là 1,43 kg/m3. Đựng lượng khí oxygen trong một bình kín có thể tích 15 lít dưới áp suất 150 atm ở nhiệt độ 0oC. Khối lượng lượng khí oxygen này là

3,23 kg

214,5 kg

7,5 kg

2,25 kg

Câu 7: Một phân tử oxygen đang chuyển động qua tâm một bình cầu có đường kính 20 cm. Các phân tử oxygen chuyển động với tốc độ trung bình là 400 m/s. Biết rằng tốc độ của phân tử là không đổi. Số lần phân tử này va chạm vào thành bình chứa trong mỗi giây là

4 000 lần

2 000 lần

1 000 lần

3 0000 lần

Câu 8: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 2% và nhiệt độ tuyệt đối tăng thêm 15 K khi đun nóng đẳng áp khối khí. Nhiệt độ ở trạng thái ban đầu của khối khí là

750 K

750oC

477 K

477oC

Câu 9: Một xilanh của một động cơ đốt trong chứa một khối khí ở 300C, 750 mmHg. Nung nóng khối khí đến 200oC thì thể tích tăng 1,5 lần. Áp suất khí trong xilanh lúc này là

760 mmHg

780 mmHg

800 mmHg

820 mmHg

Câu 10: Một mẫu khí Ne được chứa trong một xilanh ở 27°C. Động năng tịnh tiến trung bình của các nguyên tử

Ne ở 27oC là

5,59.10-22 J

5,03.10-21 J

1,05.10-20 J

6,21.10-21 J

Câu 11: Một bình chứa 100 dm3 khí ở nhiệt độ 30oC và áp suất 1 atm. Nén thật chậm để thể tích khí trong bình còn 60 dm3 sao cho nhiệt độ không đổi. Áp suất của khí nén gần nhất với giá trị nào sau đây?

170 kPa

160 kPa

150 kPa

140 kPa

------------------------------

---------------- Còn tiếp -------------------