Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Dạng Bài tập quá trình đẳng áp, định luật Gay-Lussac cơ bản:

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}=…=\dfrac{V_{n}}{T_{n}}\]

=> V tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T

V2 – V1 = V1α(T2 – T1)

Trong đó:

  • V: thể tích của khối khí
  • T: nhiệt độ tuyệt đối của khối khí (K)
  • α = 1/T1

Thể tích của khối khí trong bình hình trụ chiều dài l, tiết diện S:

V= l.S

Video Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Bài tập 1: Thể tích của một lượng khí lí tưởng xác định thay đổi 1,7 lit sau khi nhiệt độ tăng từ 32oC lên 117oC. Tính thể tích của khối khí trước và sau thay đổi nhiệt độ, coi quá trình là đẳng áp.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán

Trạng thái 1: T1 = 305K; V1

Trạng thái 2: T2 = 390K; V2 = V1 + 1,7 (lít)






Giải

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => V1 = 6,1 lít ; V2 = 7,8 lít

[Ẩn HD]

Bài tập 2: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 10% sau khi nhiệt độ tăng đẳng áp đến 47oC. Xác định nhiệt độ ban đầu của khối khí.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán

Trạng thái 1: T1; V1

Trạng thái 2: T2 = 320K; V2 = V1 + 0,1V1= 1,1V1

Giải

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => T1=290,9K

[Ẩn HD]

Bài tập 3: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 1% và nhiệt độ tuyệt đối tăng thêm 3K khi đung nóng đẳng áp khối khí. Tính nhiệt độ ở trạng thái ban đầu của khối khí.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán

Trạng thái 1: T1; V1






Trạng thái 2: T2 = T1 + 3; V2 = V1 + 0,01V1 = 1,01V1

Giải

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => T1 = 300K

[Ẩn HD]

Bài tập 4: Một khối khí lí tưởng có nhiệt độ ở trạng thái ban đầu là 27oC. Xác định nhiệt độ của khối khi sau khi đun nóng đẳng áp biết thể tích của khối khí tăng lên 3 lần

Hướng dẫn

Phân tích bài toán

Trạng thái 1: T1 = 300K; V1

Trạng thái 2: V2 = 3V1

Giải

V2=3V1 => T2=3T1=900K

[Ẩn HD]

Bài tập 5: Ống thủy tinh tiết diện S một đầu kín (hình vẽ), một đầu ngăng bởi giọt thủy ngân. Chiều dài cột không khí bên trong ống thủy tinh là l1=20cm, nhiệt độ bên trong ống là 27oC. Tìm chiều cao của cột không khí bên trong ống khi nhiệt độ tăng thêm 10oC, coi quá trình biến đổi trạng thái với áp suất là không đổi.

Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Hướng dẫn

Phân tích bài toán

Trạng thái 1: T1 = 300K; V1 = l1.S

Trạng thái 2: T2 = 310K, V2 = l2.S

Giải

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => l2=20,67cm

[Ẩn HD]

Bài tập 6: Một bình cầu thể tích 45cm3 chứa khí lí tưởng được nối với một ống khí hình trụ tiết diện 0,1cm$^{2 }$một đầu được chặn bởi giọt thủy ngân (hình vẽ). Ở nhiệt độ 20oC chiều dài cột khí trong ống là 10cm, xác định chiều dài của cột không khí trong ống khi nhiệt độ tăng đến 25oC biết rằng áp suất của khí quyển là không đổi.

Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Hướng dẫn

Phân tích bài toán

Trạng thái 1: T1 = 293K, V1 = 45 + l1.S = 46cm3

Trạng thái 2: T2 = 298K; V2 = 45 + l2.S

Giải

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => l2 = 17,85cm

[Ẩn HD]

Bài tập 7. 12g khí chiếm thể tích 4 lít ở 7oC, sau khi nung nóng đẳng áp khối lượng riêng của khí là 1,2g/lit. Tìm nhiệt độ của khí sau khi nung nóng.

Hướng dẫn

V2 = m/D2 = 12/1,2 = 10lit

T2 = T1.V2/V1 = 700K

[Ẩn HD]

Bài tập 8. Khối lượng riêng không khí trong phòng (27oC) lớn hơn khối lượng riêng của không khí ngoài sân nắng (42oC) bao nhiêu lần. Biết áp suất không khí trong và ngoài phòng như nhau

Hướng dẫn

D1 = m/V1; D2 = m/V2 => V2/V1 = D1/D2 = T2/T1 = 1,05

[Ẩn HD]

Bài tập 9. Khí ở lò thoát ra theo ống khói hình trụ. Ở đầu dưới, khí có nhiệt độ 727oC và chuyển động với vận tốc 5m/s. Hỏi vận tốc của khí ở đầu trên của ống (có nhiệt độ 227oC). Áp suất coi như không đổi.

Hướng dẫn

Gọi u1; u2 là vận tốc của khí ở đầu dưới và đầu trên của ống khói

S là tiết diện của ống khói

xét trong 1 giây

thể tích vào đầu dưới: V1 = VoαT1 = u1S

thể tích ra đầu trên: V2 = VoαT2 = u2S

=> V2/V1 = u2/u1 = T2/T1 => u2 = 2,5m/s

[Ẩn HD]

Bài tập 10. Một áp kế khí gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích 270cm3 gắn với một ống nhỏ AB nằm ngang có tiết diện 0,1cm2. Trong ống có một giọt thủy ngân. Ở 0oC giọt thủy ngân cách A 30cm. Tìm khoảng di chuyển của giọt thủy ngân khi nung nóng bình cầu đến 10oC. Coi dung tích bình là không đổi.

Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Hướng dẫn

T1 = 273K, khi có thể tích là V1 = V + Sx1

T2 = 283K, khí có thể tích là V2 = V + Sx2

V2 – V1 = V1α($T_{2}$ – $T_{1}$) = S(x2 – x1) =>

\[x_{2}-x_{1}=\dfrac{(270+30.0,1).10}{0,1.273}\] = 100cm

[Ẩn HD]

Bài tập 11. Một áp kế khí như hình vẽ. Biết ở 0oC, giọt thủy ngân cách A 30cm, ở 5oC các A 50cm. Tính dung tích bình. Coi dung tích bình là không đổi.

Bài tập quá trình đẳng áp, vật lí lớp 10

Hướng dẫn

T1 = 273K ; V1 = V + Sx1

T2 = 278K, V2 = V + Sx2

V2 – V1 = V1(αT2 – T1) = S(x2 – x1)

(V + Sx1)(αT2 – 1) = S(x2 – x1) => V = 106,2cm3

[Ẩn HD]