Cộng đồng chia sẻ tri thức Doc24.vn

Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Lý thuyết
Mục lục
* * * * *

Bài 1 (SGK trang 165)

Khí lí tưởng là gì?

Hướng dẫn giải

Khí lí tưởng là chất khí mà các phân tử khí được coi là các chất điểm và các phân tử chỉ tương tác nhau khi va chạm.

Bài 2 (SGK trang 165)

Lập phương trình trạng thái của khí lí tưởng.

Hướng dẫn giải

Bài giải:

Phương trình xác định mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của chất khí gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng.

Để lập phương trình này, ta xét một lượng khí từ trạng thái 1 (p1, V1, T1) sang trạng thái 2 (p2, V2, T2) qua trạng thái trung gian 1' (p', V2, T1) bằng các đẳng quá trình đã học trong các bài trước

Ta dễ dàng chứng minh được phương trình trạng thái của khí lí tưởng :

\(\dfrac{p_1V_1}{T_1}=\dfrac{p_2V_2}{T_2}\Rightarrow\dfrac{pV}{T}=\) hằng số

Bài 3 (SGK trang 165)

Viết hệ thức của sự nở đẳng áp của chất khí.

Hướng dẫn giải

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Bài 4 (SGK trang 165)

Hãy ghép các quá trình ghi bên trái với các phương trình tương ứng ghi bên phải.

1. Quá trình đẳng nhiệt          

2. Quá trình đẳng tích

3. Quá trình đẳng áp

4. Quá trình bất kì

     a) \(\dfrac{p_1}{T_1}=\dfrac{p_2}{T_2}\).

     b) \(\dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}\).

     c) \(p_1V_1=p_2V_2\).

     d) \(\dfrac{p_1V_1}{T_1}=\dfrac{p_2V_2}{T_2}\).

Hướng dẫn giải

Bài giải:

1 - c

2 - a

3 - b

4 - d.



Bài 5 (SGK trang 166)

Trong hệ tọa độ (V, T), đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng áp?

A. Đường thẳng song song với trục hoành

B. Đường thẳng song song với trục tung

C. Đường hypebol

D. Đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ.

Hướng dẫn giải

Bài giải.

Chọn đáp án D.

Bài 6 (SGK trang 166)

Mối liên hệ giữa áp suất thể tích, nhiệt độ của một lượng khí trong quá trình nào sau đây không được xác định bằng phương trình trạng thái của khí lí tưởng?

A. Nung nóng một lượng khí trong một bình đậy kín

B. Nung nóng một lượng khí trong một bình không đậy kín

C. Nung nóng một lượng khí trong một xilanh kín có pit-tông làm khí nóng lên, nở ra, đẩy pit-tông di chuyển

D. Dùng tay bóp lõm quả bóng bàn.

Hướng dẫn giải

Bài giải:

Chọn đáp án B

Bài 7 (SGK trang 166)

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cmkhí hidro ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 27oC. Tính thể tích của lượng khí trên ở điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 0oC)

Hướng dẫn giải

Bài giải.

+ Trạng thái 1:

p1 = 750 mmHg

T1 = 300 K

V1 = 40 cm3


+ Trạng thái 2 :

P0 = 760 mmHg

T0 = 273 K

V0 = ?

+ Phương trình trạng thái :

\(\dfrac{p_0V_0}{T_0}=\dfrac{p_1V_1}{T_1}\Rightarrow V_0=\dfrac{p_1V_1}{T_1}.\dfrac{T_0}{p_0}\)

\(V_0=\dfrac{750.40.273}{760.300}=36cm^3\)

Bài 8 (SGK trang 166)

Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phăng-xi-păng cao 3140m. Biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10m thì áp suất khí quyển giảm 1mmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là 2oC. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760mmHg và nhiệt độ 0oC) là 1,29 kg/m3.

Hướng dẫn giải

Bài giải:

+ Trạng thái 1:

p1 = (760 – 314) mmHg

T1 = 273 + 2 = 275 K

V1 = mp1mp1

Trạng thái 2:

p0 = 760 mmHg

T0 = 273 K

\(V=\dfrac{m}{p_0}\)

Phương trình trạng thái:

\(\dfrac{poVo}{T_0}=\dfrac{p_1V_1}{T_1}\Rightarrow\dfrac{p_0.m}{p_0T_0}=\dfrac{p_1.m}{p_1.T_1}\)

\(\Rightarrow p_1=\dfrac{p_1p_0T_0}{p_0T_1}=\dfrac{446.1,29.273}{760.275}\)

p1 = 0,75 kg/m3