Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 5: Chất khí - Bài 3: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 5: Chất khí - Bài 3: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ - Chu Văn Biên

1. BÀI 3. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. + Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. p p : T hằng số. T + Trong hệ trục tọa độ OpT đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Trong hệ trục tọa độ OpT đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích? A. Đường hypebol. B. Đường thẳng nếu kéo dài đi qua gốc tọa độ. C. Đường thẳng cắt trục áp suất tại điểm p p0 . D. Đường thẳng nếu kéo dài không đi qua gốc tọa độ. Câu 2. Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật Sác-lơ? A. p : T .B. p : t .C. p / T hằng số.D. p1 / T1 p2 / T2 . Câu 3. Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác-lơ? A. p : t .B. p1 / T1 p3 / T3 . C. p / t hằng số.D. p1 / p2 T2 / T1 . Câu 4. Trên đồ thị p T (xem hình bên) vẽ bốn đường đẳng tích của cùng một lượng khí. Đường nào ứng với thể tích lớn nhất? A. V1 B. V2 C. V3 D. V4 Câu 5. Một lượng khí đã thực hiện liên tiếp bốn quá trình được biểu diễn trên đồ thị p T (xem hình vẽ). Quá trình nào sau đây là đẳng tích? A. Quá trình 1-2. B. Quá trình 2-3. C. Quá trình 3-4 D. Quá trình 4-1. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG
2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI + Quá trình đẳng tích, theo định luật Sác-lơ: p p p p T hs 1 2 2 2 T T1 T2 p1 T1 + Điều kiện pitông cân bằng: Hình a: pt S pn S F . Hình b: pt S F pn S . Câu 1. Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất 5 bar 1bar 105 Pa và nhiệt độ 250 C . Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 500 C . Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này. A. 2,78 bar B. 4,56 bar C. 5,48 bar D. 5,42 bar Hướng dẫn Quá trình đẳng tích, theo định luật Sác-lơ: T2 273 50 p2 p1 5. 5,42 bar T1 273 25 Chọn D. Câu 2. Một lượng khí lý tưởng ở nhiệt độ 1000 C và áp suất 105 Pa được nén đẳng nhiệt đến áp suất 1,5.105 Pa . Hỏi sau đó phải làm lạnh đẳng tích khí đó đến nhiệt độ nào để áp suất bằng lúc đầu? A. 240 C B. 240 C C. 120 C D. 360 C Hướng dẫn Quá trình đẳng tích, theo định luật Sác-lơ: p2 p3 p3 T1 T2 373 0 T3 T2 5 5 T3 248,7K : 24,3 C p3 p1 10 ; p2 1,5.10 T2 T3 p2 Chọn B. Câu 3. Một bình được nạp khí ở 570 C dưới áp suất 280 kPa . Sau đó bình di chuyển đến một nơi có nhiệt độ 870 C . Độ tăng áp suất của khí trong bình gần giá trị nào nhất sau đây? A. 25 kPa B. 80 kPa C. 15 kPa D. 90 kPa Hướng dẫn Quá trình đẳng tích, theo định luật Sác-lơ: p1 p2 p2 p1 T2 T1 30 p p2 p1 p1 280. 25,45 kPa T1 T2 T2 T1 T1 273 57 Chọn A. Câu 4. Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 300 C và áp suất 2 bar 1bar 105 Pa . Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi?
3. A. 606K B. 924K C. 859K D. 536K Hướng dẫn Quá trình đẳng tích, theo định luật Sác-lơ: p2 T2 T1 273 30 .2 606K p1 Chọn A. Câu 5. Một bình khí ở nhiệt độ 30 C được đóng kín bằng một nút có tiết diện 2,5cm2 . Áp suất khí trong bình và ở ngoài bằng nhau và bằng 100 kPa . Hỏi phải đun nóng khí đến nhiệt độ nào để nút có thể bật ra nếu lực ma sát giữ nút bằng 12 N ? A. 2240 C B. 126,60 C C. 1820 C D. 1360 C Hướng dẫn 4 5 4 3 Điều kiện pi-tông cân bằng: pt S pn S F pt .2,5.10 10 .2,5.10 12 pt 148.10 Pa Quá trình đẳng tích: 3 p2 148.10 0 T2 T1 273 3 . 3 399,6K : 126,6 C p1 100.10 Chọn B. BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Biết thể tích của một lượng khí không đổi. Lượng khí này ở 00 C có áp suất 5 atm . Tính áp suất của nó ở 1370 C . A. 4,5 atm B. 2,5 atm C. 12,5 atm D. 7,5 atm Câu 2. Biết thể tích của một lượng khí không đổi. Lượng khí này ở 100 C có áp suất 5 atm . Cần đun nóng lượng khí này lên đến nhiệt độ bao nhiêu để áp suất của nó tăng lên 4 lần? A. 7240 C B. 9240 C C. 8590 C D. 5360 C Câu 3. Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 270 C và dưới áp suất 0,64 atm . Khi đèn cháy sáng áp suất khí trong bóng đèn là 1,28 atm . Nhiệt độ trong bóng đèn khi đèn cháy sáng gần giá trị nào nhất sau đây? A. 3270 C B. 9240 C C. 8590 C D. 5360 C Câu 4. Một bình đựng chất khí có thể tích 2 lít, áp suất 15 atm và nhiệt độ 270 C . Tính áp suất của khối khí khi hơ nóng đẳng tích khối khí đó lên nhiệt độ 1270 C . A. 20 atm B. 80 atm C. 15 atm D. 90 atm
4. Câu 5. Một bình chứa không khí ở nhiệt độ 300 C và áp suất 2.105 Pa . Coi thể tích của bình thay đổi không đáng kể khi nhiệt độ và áp suất thay đổi. Hỏi cần phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng thêm 50%? A. 600 C B. 1200 C C. 181,50 C D. 6060 C Câu 6. Không khí bên trong một ruột xe có áp suất 1,5 atm , khi đang ở nhiệt độ 250 C . Nếu để xe ngoài nắng có nhiệt độ lên đến 500 C thì áp suất khối khí bên trong ruột xe tăng thêm (coi thể tích không đổi). A. 5,8%B. 8,4%C. 50%D. 100% Câu 7. Một chiếc lốp ô tô chứa không khí ở áp suất 5.105 Pa và nhiệt độ 250 C . Khi chạy nhanh, lốp xe nóng lên, làm nhiệt độ không khí trong lốp xe tăng lên tới 500 C . Tính áp suất của không khí ở trong lốp xe lúc này. Coi thể tích của lốp xe là không đổi. A. 2,5.105 Pa B. 10.105 Pa C. 5,42.105 Pa D. 5,84.105 Pa Câu 8. Một chiếc ô tô chứa không khí có áp suất 5,5 bar 1bar 105 Pa và nhiệt độ 250 C . Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 500 C . Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này. A. 5,96 bar B. 4,56 bar C. 5,48 bar D. 5,42 bar Câu 9. Một lượng khí lý tưởng ở nhiệt độ 1000 C và áp suất 105 Pa được nén đẳng nhiệt đến áp suất 1,75.105 Pa . Hỏi sau đó phải làm lạnh đẳng tích khí đó đến nhiệt độ nào để áp suất bằng lúc đầu? A. 240 C B. 240 C C. 600 C D. 360 C Câu 10. Một bình được nạp khí ở 570 C dưới áp suất 285 kPa . Sau đó bình di chuyển đến một nơi có nhiệt độ 870 C . Độ tăng áp suất của khí trong bình gần giá trị nào nhất sau đây? A. 25 kPa B. 80 kPa C. 26 kPa D. 90 kPa Câu 11. Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 330 C và áp suất 2 bar 1bar 105 Pa . Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi? A. 606K .B. 924K .C. 859K .D. 612K . Câu 12. Một bình khí ở nhiệt độ 60 C được đóng kín bằng một nút có tiết diện 2,5cm2 . Áp suất khí trong bình và ở ngoài bằng nhau và bằng 100 kPa . Hỏi phải đun nóng khí đến nhiệt độ nào để nút có thể bật ra nếu lực ma sát giữ nút bằng 12 N ? A. 2240 C B. 126,60 C C. 122,160 C D. 1360 C