Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng chi tiết sách Kết nối tri thức giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập Vật Lí 12 Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng
Lời giải:
Để giải các bài tập về sự chuyển trạng thái của khí lí tưởng thì cần dùng những công thức về quá trình đẳng nhiệt (định luật Boyle), quá trình đẳng áp (định luật Charles), phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Quá trình đẳng nhiệt: pV = hằng số.
- Quá trình đẳng áp: hằng số.
- Quá trình đẳng tích: hằng số.
- Phương trình trạng thái: hằng số hay pV = nRT.
II. Bài tập ví dụ
Lời giải:
Kẻ một đường đẳng tích song song với trục p, cắt hai đường đẳng nhiệt ở hai vị trí có áp suất là p1 và p2.
Với cùng thể tích của một lượng khí, áp suất p2 > p1 nên T2 > T1 vì khi nhiệt độ tăng thì các phân tử khí chuyển động va chạm với thành bình tăng lên, áp suất tăng lên.
Hoạt động 2 trang 54 Vật Lí 12: Hãy dùng phương trình = hằng số để giải Bài tập ví dụ 3.
Lời giải:
Lượng khí trong bài tập này có khối lượng đã biết và thay đổi khi chuyển trạng thái. Trong quá trình chuyển trạng thái có hai thông số không đổi là thể tích V (chính là thể tích của bình chứa khí) và nhiệt độ T.
- Lượng khí ban đầu m1 = 1,00 kg có: V1 = V; T1 = T; p1 = 107 Pa.
- Lượng khí còn lại m2 = (m1 - Δm) có: V2 = V; T2 = T; p2 = 2,5.106 Pa.
Áp dụng phương trình trạng thái:
Thay các giá trị vào (1) và (2) được Δm = 0,75 kg.
III. Bài tập vận dụng
A. 10 m3.
B. 1 m3.
C. 0,4 m3.
D. 4 m3.
Lời giải:
Áp suất ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,013.105 Pa.
Áp dụng quá trình đẳng nhiệt:
Đáp án đúng là C
Bài tập 2 trang 54 Vật Lí 12: Một bóng thám không có các bộ phận chính như mô tả ở Hình 13.3.
a) Tại sao vỏ bóng phải được làm bằng chất liệu đàn hồi?
b) Tại sao để bóng bay lên, người ta phải bơm vào bóng một loại khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí?
c) Bóng thám không thường chỉ bay lên tới độ cao khoảng từ 30 km đến 40 km là bị vỡ. Tại sao bóng bị vỡ?
Lời giải:
a) Vì khi lên cao áp suất và nhiệt độ thay đổi, nếu không làm bằng chất liệu đàn hồi có thể quả bóng sẽ bị vỡ.
b) Bơm khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí để quả bóng có thể bay lên dựa vào lực đẩy Acsimet của không khí tác dụng lên quả bóng.
c) Bóng thám không bay đến một độ cao nhất định sẽ bị vỡ vì khi đến độ cao đó, áp suất tác dụng lên quả bóng đã đạt đến giá trị tới hạn, chất liệu làm quả bóng không thể chịu được áp suất đó nữa nên sẽ vỡ.
Lời giải:
Trạng thái 1 là trạng thái khí ở điều kiện tiêu chuẩn:
Trạng thái 2 là trạng thái khí ở điều kiện có thể bị nổ:
Áp dụng phương trình trạng thái:
Lời giải:
Trạng thái 1:
Trạng thái 2: (vì thể tích khí bằng với thể tích bình chứa nó)
Áp dụng phương trình trạng thái:
Lời giải:
Dựa vào đồ thị p – T ta thấy đường 2 – 3 và 4 – 1 là đẳng áp, đường 3 – 4 là một quá trình có cả 3 thông số trạng thái đều thay đổi, chỉ có đường 1 – 2 là đẳng tích (có đường nối đi qua gốc toạ độ).
Lời giải:
Ví dụ: Một quả bóng đá có dung tích 2,5 lít chứa không khí ở áp suất 105 Pa . Người ta bơm không khí ở áp suất 105 Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 125 cm3 không khí. Hỏi áp suất của không khí trong quả bóng sau 20 lần bơm? Biết trong thời gian bơm, nhiệt độ của không khí không đổi.
Lời giải:
Trạng thái 1:
Trạng thái 2:
Áp dụng quá trình đẳng nhiệt:
Xem thêm các bài giải bài tập Vật Lí lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 12. Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ
Bài 13. Bài tập về khí lí tưởng
Bài 14. Từ trường dung lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ
Bài 15. Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ
Bài 16. Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Bài 17. Máy phát điện xoay chiều