Cộng đồng chia sẻ tri thức Doc24.vn

Chủ đề 4: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương vào ngày 2020-03-11 08:16:14

- Phương trình trạng thái khí lí tưởng: 

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một lượng khí đựng trong một xi lanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 2 atm, 300K. Khi pit tong nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12l. Xác định nhiệt độ của khí nén.

Hướng dẫn:

Bài 2: Một bóng thám không được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,03atm và nhiệt độ 200K. Hỏi bán kímh của bóng khi bơm, biêt bóng được bơm khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 300K ?

Hướng dẫn:

Bài 3: Tính khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 100°C và áp suất 2.105Pa. Biết khối lượng riêng của không khí ở 0°C và 1,01.105 Pa là 1,29kg/m3.

Hướng dẫn:

Thể tích của 1 kg không khí ở điều kiện chuẩn là:

Ở 0°C và 101 kPa: po = 101 kPa

V0 = 0,78 m3

T0 = 273 K

Ở 100°C và 200 kPa: p = 200 kPa

T = 373 K

V = ?

Ta có:

Bài 4: Một bình cầu dung dịch 20l chứa oxi ở nhiệt độ 16°C và áp suất 100atm. Tính thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn. Tạo sao kết quả tìm được chỉ là gần đúng?

Hướng dẫn:

V0 = 1889 lít.

Vì áp suất quá lớn nên khí không thể coi là khí lí tưởng. Do đó kết quả tìm được chỉ mang tính gần đúng

Bài 5: Người ta bơm khí oxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000l. sau nữa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24°C và áp suất 765mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây. Coi quá trình bơm diễn ra một cách điều đặn.

Hướng dẫn:

Lượng khí bơm vào trong mỗi giây: 3,3g.

Sau t giây khối lượng khí trong bình là:

Với ρ là khối lượng riêng của khí.

ΔV là thể tích khí bơm vào sau mỗi giây.

V là thể tích khí bơm vào sau t giây.

thay V và V0 vào (1) ta được: 

Lượng khí bơm vào sau mỗi giây là:

Bài 6: Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10°C, trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính thể tích của lượng khí đã ra khỏi phòng và khối lượng không khí còn lại trong phòng.

Hướng dẫn:

ΔV = 1,6m3 ; m’ = 204,84 kg

Lượng không khí trong phòng ở trạng thái ban đầu (điều kiện chuẩn)

p0 = 76 cmHg ; V0 = 5.8.4 = 160 m3 ; T0 = 273 K

Lượng không khí trong phòng ở trạng thái 2:

p2 = 78 cmHg ; V2 ; T2 = 283 K

Ta có:

Thể tích không khí thoát ra khỏi phòng:

ΔV =V2 - V0 = 161,6 - 160 = 1,6 m3

Thể tích không khí thoát ra khỏi phòng tính ở điều kiện chuẩn là:

Khối lượng không khí còn lại trong phòng:

Bài 7: Một xi lanh có pittong cách nhiệt và nằm ngang. Pittong ở vị trí chia xi lanh thành hai phần bằng nhau, chiều dài của mỗi phần là 30cm. Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17°C và áp suất 2 atm. Muốn pittong dịch chuyển 2cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu ? Áp suất cuả khí pittong đã dịch chuyển là bao nhiêu.

Hướng dẫn:

Đối với phần khí bị nung nóng:

   + Trạng thái đầu: 

   + Trạng thái cuối: 

Đối với phần khí không bị nung nóng:

   + Trạng thái đầu: 

   + Trạng thái cuối: 

Ta có: 

Vì pittông ở trạng thái cân bằng nên: p'2 = p2 Do đó:

Vậy phải đun nóng khí ở một bên lên thêm ΔT độ:

Lượt xem: 350