Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tiết Bài tập 24+25

Tiết Bài tập 24+25

Tải bản đầy đủ - 0trang

Ta có :



p1 p 2

=

T1 T2



 p2 =

= 2,15 (atm)

p2 < 2,5 atm nên săm không nổ.



săm chịu được áp suất tối đa là 2,5 atm

Bài giải:

p1 p 2

=

Ta có :

T1 T2

 p2 =

= 2,15 (atm)

p2 < 2,5 atm nên săm khơng nổ.

.Bài 3: Có 0,4g khí Hiđrơ ở nhiệt độ

, áp suất

Pa, được biến đổi trạng thái qua 2 giai đoạn:

nén đẳng nhiệt đến áp suất tăng gấp đôi, sau đó cho

dãn nở đẳng áp trở về thể tích ban đầu.



Bài 3: Bài giải



a. Xác định các thông số (P, V, T) chưa biết của

từng trạng thái .



- Tóm tắt

- Vậy ta sẽ tìm



b. Vẽ đồ thị mơ tả q trình biến đổi của khối khí

+ Tìm

: đề cho m, P1, T1, ta sử dụng trên trong hệ OPV.

phương trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ép



- Vậy ta sẽ tìm

+ Tìm : đề cho m, P1, T1, ta sử dụng phương

trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ép

.

, với R=8,31J/K.mol

, với R=8,31J/K.mol

+ Tìm

: Từ TT1 sang TT2 biến đổi đẳng

nhiệt, ta sử dụng định luật Bôi -lơ – Ma-ri-ốt

+ Tìm

: Từ TT1 sang TT2 biến đổi đẳng

nhiệt, ta sử dụng định luật Bôi -lơ – Ma-ri-ốt

+ Tìm : Từ TT2 sang TT3 biến đổi đẳng áp, ta

áp dụng định luật Gay-luy-xắc

+ Tìm : Từ TT2 sang TT3 biến đổi đẳng áp,

ta áp dụng định luật Gay-luy-xắc

+ Vẽ đồ thị trong hệ OPV

+ Vẽ đồ thị trong hệ OPV



- Xác định các điểm

,

,

(với các giá trị đề cho và vừa tìm ra) trên hệ

OPV



- Xác định các điểm

,

,

(với các giá trị đề cho và vừa tìm ra) trên hệ

OPV

- Nối điểm (1) và (2) bằng đường hyperbol.

- Nối điểm (1) và (2) bằng đường hyperbol.



- Nối điểm (2) và (3) là đường thẳng vng góc

với OP



- Nối điểm (2) và (3) là đường thẳng vng góc

63



với OP

Bài 4: Giải

PV

1 1 = PV

2 2 ⇒ V2 =



Bài 5: V1 =



PV

1.1

1 1

=

= 0, 286m3

P2

3,5



PV

25.20

2 2

=

= 500 (lít)

P1

1



Bài 4: Một lượng khí ở nhiệt độ 18oC có thể

tích 1m3 và áp suất atm. Người ta nén đẳng

nhiệt khí với áp suất 3,5atm. Tích thể tích khí

nén.

Giải

PV

1.1

1 1

PV

=

= 0, 286m3 .

1 1 = PV

2 2 ⇒ V2 =

P2

3,5

Bài 5: Người ta điều chế khí hidro và chứa

một bình lớn dưới áp suất 1atm ở nhiệt độ

20oC. Tính thể tích khí, lấy từ bình lớn ra để

nạp vào bình nhỏ thể tích là 20lit dưới áp suất

25atm. Coi nhiệt độ không đổi.

Giải

PV

25.20

V1 = 2 2 =

= 500 (lít)

P1

1



Bài 6: Tính khối lượng khí oxi đựng trong bình thể

suy ra tích 10 lit dưới áp suất 150atm ở nhiệt độ 0oC. Biết

ở đều kiện chuẩn khối lượng riêng của oxi là 1,43

ρ0V0 = ρV (1)

kg/m3.

Mặt khác PV

Giải

0 0 = PV

m

(2)

m

ρ =

(vì nhiệt độ của khí bằng nhiệt độ ở điều kiện Biết 0 V0 và ρ = V suy ra ρ0V0 = ρV (1)

chuẩn).

Mặt khác PV

(2)

0 0 = PV

Từ (1) và(2) suy ra:

(vì nhiệt độ của khí bằng nhiệt độ ở điều kiện chuẩn).

ρ p 1, 43.150

ρ= 0 =

= 214,5kg / m3 và

Từ (1) và(2) suy ra:

p0

1

ρ p 1, 43.150

ρ= 0 =

= 214,5kg / m3 và

m = 214,5.10−2 = 2,145kg.

p0

1

Bài 6: Biết ρ0 =



m

V0



và ρ =



m

V



Bài 7: Giải

Trạng thái 1 của mỗi lượng khí ở hai bên cột

thuỷ ngân (ống nằm ngang)

 L−h

p1 ;V1 = 

÷S ; T1

 2 

Trạng thái 2 (ống đứng thẳng).

+ Đối với lượng khí ở trên cột thuỷ ngân:

 L−h 

p2 ;V2 = 

+ l ÷S ; T2 = T1

 2



+ Đối với lượng khí ở dưới cột thuỷ ngân:

 L−h 

p2' ;V2' = 

− l ÷S ; T2' = T1

 2



Áp suất khí ở phần dưới bằng áp suất khí ở

phần



m = 214,5.10−2 = 2,145kg.

Bài 7: Ở chính giữa một ống thủy tinh nằm ngang,

tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100cm, hai đầu bịt kín

có một cột thủy ngân dài h = 20cm. Trong ống có

khơng khí. Khi đặt ống thẳng đứng cột thủy ngân

dịch chuyển xuống dưới một đoạn l = 10cm. Tìm

áp suất của khơng khí trong ống khi ống nằm

ngang ra cmHg và Pa.

Coi nhiệt độ khơng khí trong ống khơng đổi và

khối lượng riêng thủy ngân là ρ = 1,36.104kg/m3.

Giải

Trạng thái 1 của mỗi lượng khí ở hai bên cột thuỷ

ngân (ống nằm ngang)

 L−h

p1 ;V1 = 

÷S ; T1

 2 

Trạng thái 2 (ống đứng thẳng).

+ Đối với lượng khí ở trên cột thuỷ ngân:

 L−h 

p2 ;V2 = 

+ l ÷S ; T2 = T1

 2



64



+ Đối với lượng khí ở dưới cột thuỷ ngân:

 L−h 

p2' ;V2' = 

− l ÷S ; T2' = T1

 2



Áp suất khí ở phần dưới bằng áp suất khí ở phần trên

cộng với áp suất do cột thuỷ ngân gây ra. Do đó đối

với khí ở phần dưới, ta có:

 L−h 

p2' = p2 + h;V2' = 

− l ÷S ; T2' = T1 Áp dụng ĐL

 2



Bơilơ–Maríơt cho từng lượng khí. Ta có:

+ Đối với khí ở trên:

( L − h ) S = p ( L − h + 2l ) S ⇒ p L − h = p L − h + 2l

p1

) 2(

)

2

1(

2

2

(1)

+ Đối với khí ở dưới:

( L − h ) S = p + h ( L − h − 2l ) S ⇒ p L − h = p + h L − h − 2l

p1

( 2 )

) ( 2 )(

)

1(

2

2

(2)



Từ (1) & (2):

h ( L − h − 2l )

p2 =

4l

Thay giá trị P2 vào (1) ta được:

2

h ( L − h ) − 4l 2 



p1 = 

4l ( L − h )

20 ( 100 − 20 ) − 4.102 

 = 37.5cmHg

p1 = 

4.10 ( 100 − 20 )

2



p1 = ρ gH = 1,36.104.9,8.0,375 = 5.10 4 Pa

Bài 8: Một bình kín chứa khí oxi ở nhiệt độ 20 0C và

áp suất 105 Pa. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiêt độ

400C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu ?

Giải

p1T2 105.313

p2 =

=

= 1, 068.105 Pa

T1

293

Bài 9: Một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa

khơng khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình lên

tới 2000C. Áp suất khơng khí trong bình là bao

nhiêu? Coi sự nở vì nhiệt của bình là khơng đáng

kể.

Giải

p T 1, 013.105.473

p2 = 1 2 =

= 1, 755.105 Pa

T1

273

Bài 10: Một chai chứa khơng khí được nút kín

bằng một nút có trọng lượng khơng đáng kể, tiết

diện 2,5cm2. Hỏi phải đun nóng khơng khí trong

chai lên tới nhiệt độ tối thiêu bằng bao nhiêu để nút

65



bật ra ? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là

12 N, áp suất ban đầu của khơng khí trong chai

bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.104Pa, nhiệt độ

ban đầu của khơng khí trong chai là -30C.

Giải

Trước khi nút bật ra, thể tích khí trong chai khơng

đổi và q trình đun nóng là q trình đẳng tích.

Tại thời điểm nút bật ra, áp lực khơng khí trong

chai tác dụng lên nút phải lớn hơn áp lực của khí

quyển và lực ma sát:

p2 S > Fms + p1S

F

Do đó: p2 > ms + p1

S

Vì q trình là đẳng tích nên:

p1 p2

=

T1 T2

⇒ T2 = T1



p2

p1



⇒ T2 =



T1  Fms



+ p1 ÷



p1  S





⇒ T2 =



270  12



+ 9,8.104 ÷≈ 402 K

4 

−4

9,8.10  2,5.10





66



Tiết Bài tập 26+27



BÀI TẬP PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

I. MỤC TIÊU

- HS nắm được cách xác định các thông số trạng thái thơng qua phương trình trạng thái khí lí tưởng và

q trình đẳng áp, đồng thơi giải các dạng bài tập có liên quan .

- Rèn cho HS kĩ năng vận dụng giải BT

II. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 / Phần lý thuyết :

p1V1 p 2V2

=

+ Phương trình trạng thái của khí lí tưởng :

T1

T2

3

3

+ Các thơng số trạng thái : Thể tích V (m , l,dm , cm3) ; áp suất p (Pa = N/m, at, mmHg) ; nhiệt độ t

hoặc T (oC, oK ; t(oC) + 273 = T(oK)).

+ Quá trình đẵng nhiệt : Trong quá trình biến đổi đẳng nhiệt của một khối khí xác định, tích thể

tích và áp suất là một hằng số : p1.V1 = p2.V2 = …

Trong hệ trục toạ độ OpV đường đẳng nhiệt có dạng đường hypebol. Nhiệt độ càng cao thì

đường hypebol tương ứng càng ở phía trên.



+ Q trình đẳng tích : Trong q trình biến đổi đẳng tích của một khối khí xác định, áp suất tỉ lệ

p1 p 2

=

thuận với nhiệt độ của khối khí :

=…

T1 T2

Trong hệ trục toạ độ OpV đường đẵng tích là đường song song với trục Op. Trong hệ trục toạ

độ Opt đường đẵng tích là đường thẳng cắt trục Ot(oC) tại -273oC. Trong hệ trục toạ độ OpT đường

đẵng tích là đường thẳng đi qua góc toạ độ.



+ Q trình đẳng áp :



2 / Phần giải các bài tập

Viết phương trình trạng thái.

Suy ra và thay số để tính Vo.

Giải thích.



p1 = p2 →



V1 V2

=

; Dạng đường đẳng áp trên các hệ trục toạ độ :

T1 T2



Bài 1:Một bình cầu dung tích 20l chứa ơ xi ở

160C, áp suất

100atm.Tính thể tích của khối khí ở DKTC?

Tại sao kết

quả tính được chỉ là gần đúng?

Thể tích của lượng khí trong bình ở điều kiện

tiêu chuẩn :

pV

pV

= o o

Ta có :

T

To

pVTo 100.20.273

 Vo =

=

p oT

1.289

= 1889 (lít).

Kết quả chỉ là gần đúng vì áp suất q lớn nên khí khơng

thể coi là khí lí tưởng.

67



Bài 2: Khối lượng của nước m = ρV

Bài 2:Biết khối lượng của 1 mol nước µ = 18.10−3 kg và

Khối lượng của một phân tử nước : 1mol có N = 6, 02.1023 phân tử. Xác định số phân tử

A

µ



trong

200

cm3 nước. Khối lượng riêng của nước

m0 =

.

NA

là ρ = 1000 kg/m3.

Số phân tử nước phải tìm:

Giải

m

Khối lượng của nước = ρV

3

−4

23

m ρVN A 10 .2.10 .6, 02.10

n=

=

=

≈ 6, 7.1024 Khối lượng của một phân tử nước : m = µ .

−3

0

m0

µ

18.10

NA

phân tử

Số phân tử nước phải tìm:

Bài 3:Giải

m ρVN A 103.2.10−4.6,02.1023

n=

=

=

≈ 6, 7.1024 phân tử.

N

−3

m0

µ

18.10

Số mol khí : n =

(N là số phân tử

NA

Bài 3:Một lượng khí khối lượng 15kg chứa 5,64.1026

khí)

phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hidro

m

và cacbon. Hãy xác định khối lượng của ngun tử

Mặt khác, n = . Do đó:

µ

cacbon và hidro trong khí này. Biết một mol khí có

23

N A = 6, 02.1023 phân tử.

m.N A 15.6, 02.10

−3

µ=

=

= 16, 01.10 kg/

Giải

N

5, 64.1026

N

mol (1)

Số mol khí : n =

(N là số phân tử khí)

Trong các khí có hiđrơ và cácbon thì CH4

NA

có:

m

Mặt khác, n = . Do đó:

µ = (12 + 4).10−3 kg/mol

µ

(2)

m.N A 15.6, 02.1023

Từ (2) và (1) ta thấy phù hợp.

µ=

=

= 16, 01.10−3 kg/mol (1)

26

N

5, 64.10

Vậy khí đã cho là CH 4 .

Trong các khí có hiđrơ và cácbon thì CH4 có:

Khối lượng của phân tử hợp chất là: mCH 4

µ = (12 + 4).10−3 kg/mol

(2)

m

Từ (2) và (1) ta thấy phù hợp.

=

N

Vậy khí đã cho là CH 4 .

Khối lượng của nguyên tử hidro là:

m

m

Khối lượng của phân tử hợp chất là: mCH 4 =

mCH 4 =

N

N

m

Khối lượng của nguyên tử hiđrôlà:

Khối lượng của nguyên tử hidro là: mCH 4 =

N

Khối

lượng

của

nguyên

tử

hiđrôlà:

4

4 m

mH 4 = mCH 4 = . ≈ 6, 64.10−27 kg.

4

4 m

16

16 N

mH 4 = mCH 4 = . ≈ 6, 64.10−27 kg.

16

16 N

Khối lượng của nguyên tử cacbon là:

Khối

lượng

của

nguyên

tử

cacbon là:

12

12 m

mC = mCH 4 = . ≈ 2.10−26 kg

12

12 m

16

16 N

mC = mCH 4 = . ≈ 2.10−26 kg.

16

16 N

Bài 4:Một lượng khí đựng trong một xi lanh có pittơng

chuyển động được. Các thơng số trạng thái của lượng khí

p2V2T1

= 420 K

Bài 4: T2 =

này

p1V1

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.

Giải

pVT

T2 = 2 2 1 = 420 K

p1V1



Bài 5:



Bài 5:Một bóng thám khơng được chế tạo để có thể

68



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tiết Bài tập 24+25

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×