Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng chi tiết sách Cánh diều 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 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Lời giải:
Liên hệ bằng phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Lời giải:
- Dụng cụ:
+ 1 bình tam giác có nút cao su
+ 1 ống nghiệm
+ 1 kẹp gỗ
+ 1 thước kẻ
+ 1 chậu nước
+ Nước
+ Dầu hỏa
- Cách tiến hành:
+ Đổ đầy nước vào bình tam giác.
+ Nhỏ một ít dầu hỏa vào ống nghiệm để làm dấu mực nước.
+ Đặt ống nghiệm vào bình tam giác sao cho nút cao su bịt kín miệng ống nghiệm.
+ Kẹp ống nghiệm vào kẹp gỗ.
+ Dùng thước kẻ đo mực nước trong ống nghiệm.
+ Nhấn nút cao su để tăng áp suất lên khí trong ống nghiệm.
+ Đo lại mực nước trong ống nghiệm.
+ Lặp lại bước 6 và 7 cho đến khi mực nước trong ống nghiệm giảm xuống khoảng 1/2.
- Kết quả:
+ Khi áp suất khí tăng, thể tích khí giảm.
+ Tích số giữa áp suất và thể tích khí luôn là một hằng số.
Câu hỏi 2 trang 37 Vật lí 12: Việc dịch chuyển pit-tông từ từ giúp đảm bảo điều kiện gì?
Lời giải:
Việc dịch chuyển pit-tông từ từ giúp đảm bảo điều kiện nhiệt độ không thay đổi
Thí nghiệm trang 37 Vật lí 12: Dụng cụ
- Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 105 Pa).
- Xilanh (2).
- Pit-tông (3) gắn với tay quay (4).
Phương án thí nghiệm
- Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.
- Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.
Tiến hành
Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.
- Mở van áp kế, dùng tay quay dịch chuyển pit-tông sang phải để lấy một lượng khí xác định vào xilanh.
- Đóng van, đọc và ghi giá trị áp suất p (hiện trên áp kế), thể tích V của khí trong xilanh (theo vạch chia trên xilanh) khi đó.
- Dùng tay quay cho pit-tông dịch chuyển từ từ đến các vị trí mới. Đọc giá trị p, V ứng với mỗi vị trí và ghi kết quả theo mẫu Bảng 2.1.
Kết quả
- Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi.
- Tính tích pV của mỗi lần đo và rút ra nhận xét.
Lời giải:
- Tích pV của mỗi lần đo xấp xỉ bằng nhau
Lần đo |
Áp suất khí (p) (Bar) |
Thể tích khí (V) (ml) |
pV (Bar.ml) |
1 |
1,14 |
130 |
147,8 |
2 |
1,18 |
125 |
147,5 |
3 |
1,23 |
120 |
147,6 |
4 |
1,28 |
115 |
147,8 |
5 |
1,35 |
110 |
148,5 |
Lời giải:
Dạng đồ thị ở hình 2.4 gần giống với dạng đồ thị cho bằng số liệu trong bảng
Lời giải:
- Dạng đường thẳng của đồ thị thể hiện rằng khi 1/V tăng, p cũng tăng theo và ngược lại.
- Việc đường thẳng đi qua gốc tọa độ cho thấy khi thể tích khí V tiến về vô cùng (1/V tiến về 0), áp suất khí p cũng tiến về 0.
Lời giải:
Lời giải:
Lời giải:
Lời giải:
- Dụng cụ:
+ 1 bình tam giác có nút cao su
+ 1 ống nghiệm
+ 1 kẹp gỗ
+ 1 thước kẻ
+ 1 chậu nước
+ Nước
+ Dầu hỏa
+ Nhiệt kế
- Cách tiến hành:
+ Đổ đầy nước vào bình tam giác.
+ Nhỏ một ít dầu hỏa vào ống nghiệm để làm dấu mực nước.
+ Đặt ống nghiệm vào bình tam giác sao cho nút cao su bịt kín miệng ống nghiệm.
+ Kẹp ống nghiệm vào kẹp gỗ.
+ Dùng thước kẻ đo mực nước trong ống nghiệm.
+ Đun nóng nước trong bình tam giác bằng đèn cồn.
+ Quan sát và ghi lại mực nước trong ống nghiệm khi nhiệt độ nước tăng.
- Kết quả:
+ Khi nhiệt độ nước tăng, thể tích khí trong ống nghiệm tăng.
+ Tỉ số giữa thể tích khí và nhiệt độ tuyệt đối của khí luôn là một hằng số.
Thí nghiệm trang 40 Vật lí 12: Dụng cụ
- Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 105 Pa).
- Xilanh (2).
- Pit-tông (3) gắn với tay quay (4).
- Hộp chứa nước nóng (5).
- Cảm biến nhiệt độ (6).
Phương án thí nghiệm
- Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.
- Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.
Tiến hành
Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên
(Hình 2.7).
- Đọc giá trị phần thể tích chứa khí của xilanh ban đầu.
- Đọc số chỉ của cảm biển nhiệt độ đo nhiệt độ phòng cũng là nhiệt độ khí trong xilanh lúc đầu.
- Đổ nước nóng vào hộp chứa cho ngập hoàn toàn xilanh. Dịch pit-tông từ từ sao cho số chỉ của áp kế không đổi. Đọc giá trị của phần thể tích chứa khí và nhiệt độ sau mỗi phút.
- Ghi kết quả vào mẫu như Bảng 2.2.
Kết quả
- Tính tỉ số V/T của mỗi lần đo và rút ra nhận xét.
- Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ và thể tích chất khí khi áp suất không đổi.
Lời giải:
Lần đo |
Thể tích khí (V) (ml) |
Nhiệt độ (°C) |
Nhiệt độ tuyệt đối (T) (K) |
Tỉ số V/T (ml/K) |
1 |
75 |
45 |
318 |
0,236 |
2 |
74 |
41 |
314 |
0,239 |
3 |
73 |
37 |
310 |
0,239 |
4 |
72 |
32 |
305 |
0,236 |
5 |
71 |
28 |
301 |
0,236 |
Tỉ số V/T xấp xỉ bằng nhau trong các lần đo
Lời giải:
Dạng đồ thị ở hình 2.5 gần giống với dạng đồ thị cho bằng số liệu trong bảng
Lời giải:
So sánh |
Trạng thái 1 và 2 |
Trạng thái 2' và 2 |
Nhiệt độ |
T1 = T2 |
T2' > T2 |
Thể tích |
V2 > V1 |
V2' > V2 |
Áp suất |
P2 < P1 |
P2' = P2 |
Lời giải:
1→3:
3→2:
Lời giải:
Lời giải:
- Nạp khí:
+ Khi nạp khí vào bình, van khí được mở, cho phép khí nén (thường là CO2 hoặc N2) vào bình.
+ Khí nén sẽ tạo ra áp suất cao bên trong bình.
+ Áp suất này sẽ đẩy chất lỏng trong bình lên cao.
- Phun xịt:
+ Khi bóp cò bình xịt, van khí sẽ được mở, cho phép khí nén thoát ra ngoài.
+ Khí nén thoát ra ngoài sẽ tạo ra một luồng khí có tốc độ cao.
+ Luồng khí này sẽ cuốn theo chất lỏng và phun ra ngoài dưới dạng tia hoặc sương.
Lời giải:
- Định luật Gay-Lussac (hay định luật Charles-Gay-Lussac) nói rằng:
Với một lượng khí xác định, khi thể tích không đổi, áp suất của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của khí.
- Công thức:
Lý thuyết Phương trình trạng thái khí lí tưởng
I. Mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí
Định luật Boyle
- Với một khối lượng khí xác định, khi giữ nhiệt độ của khí không đổi thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó
pV = hằng số
- Đồ thị biểu diễn định luật Boyle là một nhánh của đường hypebol.
- Công thức còn viết dưới dạng
II. Mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ của chất khí
Định luật Charles
- Với một khối lượng khí xác định, khi giữ áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó
hằng số
III. Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Hay
Trong đó:
là số mol của khối khí
là hằng số, gọi là hằng số khí lí tưởng
Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.
Sơ đồ tư duy Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Xem thêm các bài giải bài tập Vật Lí lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác:
1. Mô hình động học phân tử chất khí
2. Phương trình trạng thái khí lí tưởng
3. Áp suất và động năng phân tử chất khí
2. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ