Giáo án Vật lý 10 - Chủ đề 1: Quá trình đẳng nhiệt, định luật bôilơ – mariot

CHƯƠNG VI: CHẤT KHÍ CHỦ ĐỀ 1: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT . ĐỊNH LUẬT BÔILƠ – MARIOT A. Phương pháp giải bài toán định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot - Liệt kê hai trạng thái 1( p1, V1) và trạng thái 2 ( p2, V2) - Sử dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot . p1V1 = p2V2 Chú ý: khi tìm p thì V1, V2 cùng đơn vị và ngược lại. * Một số đơn vị đo áp suất: 1N/m2 = 1Pa 1at = 9,81.104 Pa 1atm = 1,031.105 Pa 1mmHg = 133Pa = 1torr B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9(l) đến thể tích 6 (l) thì thấy áp suất tăng lên một lượng . Hỏi áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu? Giải - Gọi p1 là áp suất của khí ứng với V1 = 9 (l) - Gọi p2 là áp suất ứng với p2 = p1 + - Theo định luật luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot .p1V1 = p2V2 Bài 2: Xi lanh của một ống bơm hình trụ có diện tích 10cm2, chiều cao 30 cm, dùng để nén không khí vào quả bóng có thể tích 2,5 (l). Hỏi phải bơm bao nhiêu lần để áp suất của quả bóng gấp 3 lần áp suất khí quyển, coi rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí và nhiệt độ không khí không đổi khi bơm. Giải - Mỗi lần bom thể tích không khí vào bóng là Vo = s.h = 0,3 (l) - Gọi n là số lần bơm thì thể tích V1 = n.Vo là thể tích cần đưa vào bóng ở áp suất p1 = po Theo bài ra, ta có : p2 = 3p1 và V2 = 2,5 (l) Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot n.p1.Vo = p2.V2 Vậy số lần cần bơm là 25 lần. Bài 3: Người ta điều chế khí hidro và chứa vào một bình lớn dưới áp suất 1atm ở nhiệt độ 20oC. Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ có thể tích 20lít ở áp suất 25atm. Coi quá trình này là đẳng nhiệt. Giải Trạng thái 1: V1 =?; p1 = 1atm; Trạng thái 2: V2 = 20l; p2 = 25atm. Vì quá trình là đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái khí (1) và (2): p1V1 = p2V2 => 1.V1 = 25.20 => V1 = 500lít Bài 4: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro ở điều kiện chuẩn (po=1atm và To= 273oC) đến áp suất 2atm. Tìm thể tích của lượng khí đó sau khi biến đổi. Giải +Thể tích khí hidro ở điều kiện tiêu chuẩn: Vo = n.22,4 = .22,4 = 33,6 (lít) Trạng thái đầu: po = 1atm; Vo = 33,6 lít; Trạng thái sau: p = 2atm; V = ? Vì đây là quá trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái trên: pV = poVo 2.V = 1.33,6 => V= 16,8lít. Bài 5: Mỗi lần bom đưa được Vo = 80 cm3 không khí vào ruột xe. Sau khi bom diện tích tiếp xúc của nó với mặt đường là 30cm2, thể tích ruột xe sau khi bom là 2000cm3, áp suất khí quyển là 1atm, trọng lượng xe là 600N. Tính số lần phải bom ( coi nhiệt độ không đổi trong quá trình bom). Giải - Gọi n là số lần bom để đưa không khí vào ruột xe. Vậy thể tích không khí cần đưa vào ruột xe là V1 = nVo = 80n cm3 và áp suất p1 = 1atm. Áp suất p2 sau khi bơm là p2 = và thể tích V2 = 2000cm3. Vì quá trình bơm là đẳng nhiệt nên : .Vậy số lần cần bom là 50 lần. CHỦ ĐỀ 1: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT . ĐỊNH LUẬT BÔILƠ – MARIOT Câu hỏi 1: Khi thở ra dung tích của phổi là 2,4 lít và áp suất của không khí trong phổi là 101,7.103Pa. Khi hít vào áp suất của phổi là 101,01.103Pa. Coi nhiệt độ của phổi là không đổi, dung tích của phổi khi hít vào bằng: 2,416 lít B. 2,384 lít C. 2,4 lít D. 1,327 lít Câu hỏi 2: Một bình có thể tích 5,6 lít chứa 0,5 mol khí ở 00C, áp suất trong bình là: 1 atm B. 2atm C. 4atm D. 0,5atm Câu hỏi 3 Nén đẳng nhiệt một khối khí xác định từ 12 lít đến 3 lít thì áp suất tăng lên bao nhiêu lần: 4 B. 3 C. 2 D. áp suất không đổi Câu hỏi 4: Dùng ống bơm bơm một quả bong đang bị xẹp, mỗi lần bơm đẩy được 50cm3 không khí ở áp suất 1 atm vào quả bóng. Sau 60 lần bơm quả bóng có dung tích 2 lít, coi quá trình bơm nhiệt độ không đổi, áp suất khí trong quả bóng sau khi bơm là: 1,25 atm B. 1,5 atm C. 2 atm D. 2,5 atm Câu hỏi 5: Một khối khí lí tưởng xác định có áp suất 1 atm được làm tăng áp suất đến 4 atm ở nhiệt độ không đổi thì thể tích biến đổi một lượng 3 lít. Thể tích ban đầu của khối khí đó là: 4 lít B. 8 lít C. 12 lít D. 16 lít Câu hỏi 6: Để bơm đầy một khí cầu đến thể tích 100m3 có áp suất 0,1atm ở nhiệt độ không đổi người ta dùng các ống khí hêli có thể tích 50 lít ở áp suất 100atm. Số ống khí hêli cần để bơm khí cầu bằng: 0 V(m3) p(kN/m2) 0,5 1 2,4 1 B. 2 C. 3 D. 4 Câu hỏi 7: Một khối khí khi đặt ở điều kiện nhiệt độ không đổi thì có sự biến thiên của thể tích theo áp suất như hình vẽ. Khi áp suất có giá trị 0,5kN/m2 thì thể tích của khối khí bằng: 3,6m3 B. 4,8m3 C. 7,2m3 D. 14,4m3 Câu hỏi 8: Ở điều kiện tiêu chuẩn: 1 mol khí ở 00C có áp suất 1atm và thể tích là 22,4 lít. Hỏi một bình có dung tích 5 lít chứa 0,5 mol khí ở nhiệt độ 00C có áp suất là bao nhiêu: 1,12 atm B. 2,04 atm C. 2,24 atm D. 2,56 atm Câu hỏi 9: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 4 lít thì áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần: A. 2,5 lần B. 2 lần C. 1,5 lần D. 4 lần Câu hỏi 10: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9 lít đến thể tích 6 lít thì áp suất tăng một lượng Δp = 50kPa. Áp suất ban đầu của khí đó là: 40kPa B. 60kPa C. 80kPa D. 100kPa Câu hỏi 11: Nếu áp suất của một lượng khí lí tưởng xác định biến đổi 2.105Pa thì thể tích biến đổi 3 lít. Nếu áp suất cũng của lượng khí trên biến đổi 5.105Pa thì thể tích biến đổi 5 lít. Biết nhiệt độ không đổi trong các quá trình trên. Áp suất và thể tích ban đầu của khí trên là: 2.105Pa, 8 lít B. 4.105Pa, 9 lít C. 4.105Pa, 12 lít D. 2.105Pa, 12 lít Câu hỏi 12: Một bình kín đựng khí Heli chứa N = 1,505.1023 nguyên tử khí Heli ở 00C và có áp suất trong bình là 1 atm. Thể tích của bình đựng khí là: 5,6 lít B. 11,2 lít C. 22,4 lít D. 28 lít h l Câu hỏi 13: Một bọt khí có thể tích 1,5cm3 được tạo ra từ khoang tàu ngầm đang lặn ở độ sâu 100m dưới mực nước biển. Hỏi khi bọt khí này nổi lên mặt nước thì sẽ có thể tích bao nhiêu? Giả sử nhiệt độ của bọt khí là không đổi, biết khối lượng riêng của nước biển là 103kg/m3, áp suất khí quyển là p0 = 105Pa và g = 10m/s2. 15cm3 B. 15,5cm3 C. 16cm3 D. 16,5cm3 Câu hỏi 14*: Một ống thủy tinh úp vào trong chậu thủy ngân như hình vẽ làm một cột không khí bị nhốt ở phần đáy trên có chiều dài l = 56mm, làm cột thủy ngân dâng lên h = 748mmHg, áp suất khí quyển khi đó là 768 mmHg. Thay đổi áp suất khí quyển làm cột thủy ngân tụt xuống, coi nhiệt độ không đổi, tìm áp suất khí quyển khi cột h l1 h l2 thủy ngân chỉ dâng lên h’ = 734mmHg: 760mmHg B. 756mmHg C. 750mmHg D. 746mmHg Câu hỏi 15: Một ống thủy tinh tiết diện đều S, một đầu kín một đầu hở, chứa một cột thủy ngân dài h = 16cm. Khi đặt ống thẳng đứng, đầu hở ở trên thì chiều dài của cột không khí là l1 = 15cm, áp suất khí quyển bằng p0 = 76 cmHg. Khi đặt ống thủy tinh thẳng đứng đầu hở ở dưới thì cột không khí trong ống có chiều dài l2 bằng: 20cm B. 23cm C. 30cm D. 32cm Câu hỏi 16: Một ống thủy tinh tiết diện đều S, một đầu kín một đầu hở, chứa một cột thủy ngân dài h = 16cm. Khi đặt ống thẳng đứng, đầu hở ở trên thì chiều dài của cột không khí là l1 = 15cm, áp suất khí quyển bằng p0 = 76 cmHg. Khi đặt ống thủy tinh nghiêng một góc α = 300 đối với phương thẳng đứng, đầu hở ở trên thì chiều cao của cột không khí trong ống bằng: 14cm B. 16cm C. 20cm D. 22cm Câu hỏi 17*: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, mật độ phân tử khí( số phân tử khí trong 1 đơn vị thể tích) thay đổi như thế nào? h l’ h l0 p0 Luôn không đổi B. tăng tỉ lệ thuận với áp suất C. giảm tỉ lệ nghịch với áp suất D. chưa đủ dữ kiện để kết luận Câu hỏi 18: Một lượng không khí bị giam trong ống thủy tinh nằm ngang bởi một cột thủy ngân có chiều dài h (mmHg) như hình vẽ, phần cột khí bị giam trong ống có chiều dài là l0, p0 là áp suất khí quyển có đơn vị mmHg. Dựng ống thẳng đứng, miệng ống hướng lên trên thì chiều dài cột khí trong ống là: l’ = l01+hp0 B. l’ = l01 - hp0 C. l’ = l01 - h2p0 D. l’ = l01 - 2hp0 Câu hỏi 19: Một lượng không khí bị giam trong ống thủy tinh nằm ngang bởi một cột thủy ngân có chiều dài h (mmHg), phần cột khí bị giam trong ống có chiều dài là l0, p0 là áp suất khí quyển có đơn vị mmHg. Dựng ống thẳng đứng, miệng ống hướng xuống dưới, giả sử thủy ngân không chảy khỏi ống thì chiều dài cột khí trong ống là: l’ = l01+hp0 B. l’ = l01 - hp0 C. l’ = l01 - h2p0 D. l’ = l01 - 2hp0 h l0 p0 l’ h α Câu hỏi 20: Một lượng không khí bị giam trong ống thủy tinh nằm ngang bởi một cột thủy ngân có chiều dài h (mmHg), phần cột khí bị giam trong ống có chiều dài là l0, p0 là áp suất khí quyển có đơn vị mmHg. Đặt ống nghiêng góc α = 600 so với phương thẳng đứng, miệng ống hướng xuống, giả sử thủy ngân không chảy ra ngoài thì chiều dài cột khí trong ống là: 40cm 20cm h’ l’ = l01+hp0 B. l’ = l01 - hp0 C. l’ = l01 - h2p0 D. l’ = l01 - 2hp0 Câu hỏi 21: Ống thủy tinh dài 60cm đặt thẳng đứng đầu hở ở trên, đầu kín ở dưới. Một cột không khí cao 20cm bị giam trong ống bởi một cột thủy ngân cao 40cm. Biết áp suất khí quyển là 80cmHg, lật ngược ống lại để đầu kín ở trên, đầu hở ở dưới, coi nhiệt độ không đổi, một phần thủy ngân bị chảy ra ngoài. Hỏi thủy ngân còn lại trong ống có độ cao bao nhiêu ? 10cm B. 15cm C. 20cm D. 25cm Câu hỏi 22*: Ống thủy tinh đặt thẳng đứng đầu hở ở trên, đầu kín ở dưới. Một cột không khí cao 20cm bị giam trong ống bởi một cột thủy ngân cao 40cm. Biết áp suất khí quyển là 80cmHg, lật ngược ống lại để đầu kín ở trên, đầu hở ở dưới, coi nhiệt độ không đổi, nếu muốn lượng thủy ngân ban đầu không chảy ra ngoài thì chiều dài tối thiểu của ống phải là bao nhiêu ? 80cm B. 90cm C. 100cm D. 120cm Câu hỏi 23*: Một hồ nước có độ sâu h tính theo m, nhiệt độ nước như nhau ở mọi nơi. Một bọt khí ở đáy hồ nổi lên mặt hồ thì thể tích của nó tăng lên bao nhiêu lần? Biết p0 là áp suất khí quyển tính theo Pa, ρ là khối lượng riêng của nước tính theo kg/m3: p0ρghlần B. (p0 + ρgh) lần C. 1 + ρghp0lần D. 1- ρghp0lần T1 T2 0 p V Câu hỏi 24: Ở mặt hồ, áp suất khí quyển p0 = 105Pa. Một bọt khí ở đáy hồ sâu 5m nổi lên mặt nước thì thể tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần, giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ là như nhau, khối lượng riêng của nước là 103kg/m3, g = 9,8m/s2: 2,98 lần B. 1,49 lần C. 1,8 lần D. 2 lần Câu hỏi 25: Đồ thị biểu diễn hai đường đẳng nhiệt của cùng một lượng khí lí tưởng biểu diễn như hình vẽ. Mối quan hệ về nhiệt độ của hai đường đẳng nhiệt này là: T2 > T1 B. T2 = T1 C. T2 < T1 D. T2 ≤ T1 Câu hỏi 26*: Một lượng không khí có thể tích 240cm3 bị giam trong một xilanh có pít – tông đóng kín như hình vẽ, diện tích của pít – tông là 24cm2, áp suất khí trong xilanh bằng áp suất ngoài là 100kPa. Cần một lực bằng bao nhiêu để dịch chuyển pít – tông sang phải 2cm ? Bỏ qua mọi ma sát, coi quá trình trên đẳng nhiệt. 20N B. 60N C. 40N D. 80N Câu hỏi 27: Một xilanh đang chứa một khối khí, khi đó pít - tông cách đáy xilanh một khoảng 15cm. Hỏi phải đẩy pít – tông theo chiều nào, một đoạn bằng bao nhiêu để áp suất khí trong xilanh tăng gấp 3 lần? Coi nhiệt độ của khí không đổi trong quá trình trên: Sang phải 5cm B. sang trái 5cm C. sang phải 10cm D. sang trái 10cm Câu hỏi 28*: Một lượng không khí có thể tích 240cm3 bị giam trong một xilanh có pít – tông đóng kín như hình vẽ, diện tích của pít – tông là 24cm2, áp suất khí trong xilanh bằng áp suất ngoài là 100kPa. Cần một lực bằng bao nhiêu để dịch chuyển pít – tông sang trái 2cm ? Bỏ qua mọi ma sát, coi quá trình trên đẳng nhiệt. 60N B. 40N C. 20N D. 10N T2 A T1 0 p V 0 p V B T1 T2 0 V T C T2 T1 0 p T D T1 T2 Câu hỏi 29: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariốt đối với lượng khí xác định ở hai nhiệt độ khác nhau với T2 > T1? Câu hỏi 30: Số Avôgađrô NA có giá trị được xác định bởi: Số phân tử chứa trong 22,4 lít khí Hiđrô B. Số phân tử chứa trong 18g nước lỏng C, Số phân tử chứa trong 12g cácbon của một chất hữu cơ D. Cả A, B, C. Câu hỏi 31: Cặp số liệu nào sau đây của một chất giúp ta tính được giá trị của số Avôgađrô? Khối lượng riêng và khối lượng mol B. Khối lượng mol và thể tích phân tử C. Khối lượng mol và khối lượng phân tử D. Cả 3 cách A, B, và C Câu hỏi 32: Các phân tử khí lí tưởng có các tính chất nào sau đây: Như chất điểm, và chuyển động không ngừng B. Như chất điểm, tương tác hút hoặc đẩy với nhau C. Chuyển động không ngừng, tương tác hút hoặc đẩy với nhau D. Như chất điểm, chuyển động không ngừng, tương tác hút hoặc đẩy với nhau Câu hỏi 33: Các phân tử khí ở áp suất thấp và nhiệt độ tiêu chuẩn có các tính chất nào? Như chất điểm, và chuyển động không ngừng B. Như chất điểm, tương tác hút hoặc đẩy với nhau C. Chuyển động không ngừng, tương tác hút hoặc đẩy với nhau D. Như chất điểm, chuyển động không ngừng, tương tác hút hoặc đẩy với nhau Câu hỏi 34: Các phân tử chất rắn và chất lỏng có các tính chất nào sau đây: Như chất điểm, và chuyển động không ngừng B. Như chất điểm, tương tác hút hoặc đẩy với nhau C. Chuyển động không ngừng, tương tác hút hoặc đẩy với nhau D. Như chất điểm, chuyển động không ngừng, tương tác hút hoặc đẩy với nhau Câu hỏi 35: Theo thuyết động học phân tử các phân tử vật chất luôn chuyển động không ngừng. Thuyết này áp dụng cho: A. Chất khí B. chất lỏng C. chất khí và chất lỏng D. chất khí, chất lỏng và chất rắn Câu hỏi 36: Các tính chất nào sau đây là của phân tử chất khí? Dao động quanh vị trí cân bằng B. Luôn luôn tương tác với các phân tử khác C.Chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ càng cao D. Cả A, B, và C 0 p 1/V A 0 p 1/V B 0 p 1/V C 0 p 1/V D Câu hỏi 37: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt: 0 V T A 0 V T B 0 V T C 0 V T D Câu hỏi 38: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt: 0 V p A 0 p 1/V B 0 V 1/p C D. Cả A, B, và C Câu hỏi 39: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt: 0 p 1/V A 0 V T C 0 pV V B D. Cả A, B, và C Câu hỏi 40: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt: Đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án A B B D B B B C A A Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án D D C B C D D B A B Câu 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Đáp án C C C C C C A B D A Câu 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Đáp án D A A C B A D B A B