15 câu trắc nghiệm Vật lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng có đáp án
15 câu hỏi
PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 10. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ lựa chọn một phương án.
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng liên hệ giữa
Áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí.
Khối lượng, thể tích và nhiệt độ của khí.
Áp suất, nhiệt độ và số mol của khí.
Khối lượng áp suất và số mol của khí.
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng liên hệ giữa: Áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí. Chọn A.
Trong một quá trình đẳng áp, người ta thực hiện công là \(4,5 \cdot {10^4}\;{\rm{J}}\) làm một lượng khí có thể tích thay đổi từ \(2,6\;{{\rm{m}}^3}\) đến \(1,1\;{{\rm{m}}^3}.\) Áp suất trong quá trình này là bao nhiêu?
\(1,2 \cdot {10^4}\;{\rm{Pa}}.\)
\(2,{4.10^4}\;{\rm{Pa}}.\)
\(3,{0.10^4}\;{\rm{Pa}}.\)
\(4,1 \cdot {10^4}\;{\rm{Pa}}.\)
\[p = \frac{A}{{{V_2} - {V_1}}} = \frac{{4,{{5.10}^4}}}{{2,6 - 1,1}} = {3.10^4}Pa\]. Chọn C.
Hệ thức nào sau không phù hợp với phương trình trạng thái lý tưởng?
\(\frac{{{\rm{pV}}}}{{\rm{T}}} = \) hằng số.
\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}}.\)
\({\rm{pV}}\~{\rm{T}}.\)
\(\frac{{{\rm{pT}}}}{{\rm{V}}} = \) hằng số.
Chọn D
Hai quá trình biến đổi khi liên tiếp cho như hình vẽ bên. Mô tả nào sau đây về hai quá trình đó là đúng?
Nung nóng đẳng tích sau đó dãn đẳng áp.
Nung nóng đẳng tích sau đó nén đẳng áp.
Nung nóng đẳng áp sau đó dãn đẳng nhiệt.
Nung nóng đẳng áp sau đó nén đẳng nhiệt.
Quá trình (1) đến (2) là quá trình nung nóng (nhiệt độ tăng) đẳng tích (thể tích không đổi).
Quá trình (2) đến (3) là quá trình nén (vì nhiệt độ giảm thì thể tích cũng giảm) đẳng áp.
Chọn B
Một bóng thám không được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10 m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,03 atm và nhiệt độ 200 K. Khi bóng được bơm không khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 300 K thì bán kính của bóng là
3,56 m.
10,36 m.
4,5 m.
10,45 m.
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{0,03.\frac{4}{3}\pi {{.10}^3}}}{{200}} = \frac{{1.\frac{4}{3}\pi R_2^3}}{{300}} \Rightarrow {R_2} = 3,56\,m\].Chọn A
Người ta nén 6 lít khí ở nhiệt độ 27°C để cho thể tích của khí chỉ còn 1 lít, vì nén nhanh nên khí bị nóng lên đến 77°C . Khi đó áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần?
7 lần.
6 lần.
4 lần.
2 lần.
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{p_1}.6}}{{27 + 273}} = \frac{{{p_2}.1}}{{77 + 273}} \Rightarrow {p_2} = 7{p_1}\]. Chọn A.
Một cái bơm chứa 100 cm3 không khí ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 105 Pa. Tính áp suất của không khí bị nén xuống còn 20 cm3 và nhiệt độ tăng lên tới 39 °C.
\({{\rm{p}}_2} = 5,2 \cdot {10^4}\;{\rm{Pa}}.\)
\({{\rm{p}}_2} = {6.10^5}\;{\rm{Pa}}.\)
\({{\rm{p}}_2} = 5,2 \cdot {10^5}\;{\rm{Pa}}.\)
\({{\rm{p}}_2} = {5.10^5}\;{\rm{Pa}}.\)
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{{10}^5}.100}}{{27 + 273}} = \frac{{{p_2}.20}}{{39 + 273}} \Rightarrow {p_2} = 5,{2.10^5}Pa\]. Chọn C.
Trong một động cơ điezen, khối khí có nhiệt độ ban đầu là 32°C được nén để thể tích giảm bằng 1/16 thể tích ban đầu và áp suất tăng bằng 48,5 lần áp suất ban đầu. Nhiệt độ khối khí sau khi nén sẽ bằng
97°C.
652°C.
1552°C.
132°C.
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{p_1}{V_1}}}{{32 + 273}} = \frac{{48,5{p_1}.\frac{1}{{16}}{V_1}}}{{{t_2} + 273}} \Rightarrow {t_2} = 651,5^\circ C\]. Chọn B.
Chất khí trong xi lanh của một động cơ nhiệt có áp suất là 0,8.105 Pa và nhiệt độ 50°C. Sau khi bị nén, thể tích của khí giảm đi 5 lần còn áp suất tăng lên tới 7.105 Pa. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình
T = 565,25 K.
T = 472,25 K.
T = 372,25 K.
T = 672,25 K.
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{0,{{8.10}^5}.{V_1}}}{{50 + 273}} = \frac{{{{7.10}^5}.\frac{{{V_1}}}{5}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 565,25K\]. Chọn A.
Một lượng khí ở áp suất 1 atm, nhiệt độ 27°C chiếm thể tích 5 lít. Biến đổi đẳng tích tới nhiệt độ 327°C, rồi sau đó, biến đổi đẳng áp lượng khi này. Biết nhiệt độ trong quá trình đẳng áp, tăng 120°C. Áp suất và thể tích khí sau khi biến đổi lần lượt là
1 atm; 6 lít.
2 atm; 3 lít.
2 atm; 6 lít.
4 atm; 6 lít.
Sau quá trình biến đổi đẳng tích: \[\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{1}{{327 + 273}} = \frac{{{p_2}}}{{27 + 273}} \Rightarrow {p_2} = 2\,atm\]
Sau quá trình biến đổi đẳng áp: \[\frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{V_3}}}{{{T_3}}} \Rightarrow \frac{5}{{327 + 273}} = \frac{{{V_3}}}{{327 + 120 + 273}} \Rightarrow {V_3} = 6\] lít
Chọn C.
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai
Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái như đồ thị dưới đây. Cho V1 = 2 lít; p1 = 0,5 atm; T1 = 300 K; V2 = 6 lít
Các phát biểu sau đây đúng hay sai:
a) Quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình nén đẳng áp.
b) Quá trình biến đổi khối khí từ trạng thái (3) sang trạng thái (1) là làm lạnh đẳng tích.
c) Giá trị nhiệt độ T2 là 900 K.
d) Áp suất khối khí ở trạng thái (3) là 1,5 atm.
Quá trình 1 – 2 là quá trình dãn đẳng áp vì thể tích tăng.
\[\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{2}{{300}} = \frac{6}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 900K\]
Quá trình 2 – 3 là quá trình nén đẳng nhiệt
\[{p_2}{V_2} = {p_3}{V_3} \Rightarrow 0,5.6 = {p_3}.2 \Rightarrow {p_3} = 1,5\,atm\] (do p1 = p2 = 0,5 atm; V3 = V1 = 2 lít)
Quá trình 3 – 1 là quá trình làm lạnh đẳng tích
Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng
Hai quá trình biến đổi liên tiếp một khối khí cho trên hình.
Các phát biểu sau đây đúng hay sai:
a) Quá trình biến đổi khối khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình nung nóng đẳng tích.
b) Quá trình biến đổi khối khí từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là nén đẳng nhiệt.
c) Trạng thái (1) và (3) khối khí có cùng áp suất.
d) Thể tích khí khối khí ở trạng thái (1) lớn hơn ở trạng thái (3)
Quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình nung nóng đẳng tích.
Quá trình biến đổi từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là nén đẳng nhiệt.
Trạng thái (1) và (3) khối khí có cùng áp suất.
Thể tích khí khối khí ở trạng thái (1) nhỏ hơn ở trạng thái (3) vì áp suất ở trạng thái (1) và (3) như nhau, nhiệt độ ở trạng thái (3) lớn hơn nhiệt độ ở trạng thái 1 nên thể tích ở trạng thái (3) lớn hơn thể tích ở trạng thái (1).
Đáp số: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
PHẦN III. Câu trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3
Bóng thám không là một thiết bị thường dùng trong ngành khí tượng để hỗ trợ thu thập các thông số của các tầng khí quyển. Một bóng thám không ở dưới mặt đất được bơm khí ở áp suất 1,00 atm và nhiệt độ 27 °C. Để bóng này khi lên đến tầng khí quyển có áp suất 0,04 atm và nhiệt độ – 50 °C vẫn không phình quá 5,00.102 m3 thì thể tích bóng khi được bơm ở mặt đất tối đa là bao nhiêu?
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khí trong bóng thám không:
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{1.{V_1}}}{{27 + 273}} = \frac{{0,{{04.5.10}^2}}}{{ - 50 + 273}} \Rightarrow {V_1} = 26,9\,{m^3}\]
Đáp án: 26,9 m3.
Một phòng trống có kích thước 5,0 m × 10,0 m × 3,0 m. Lúc đầu, không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 0,0 °C và áp suất 1,0.105 Pa) và có khối lượng mol là 29 g/mol.
a) Xác định số mol và khối lượng không khí có trong phòng. Biết hằng số khí lí tưởng là R = 8,31 J.mol-1K-1
b) Khi mở cửa phòng thì nhiệt độ phòng tăng lên 20 °C và áp suất khí trong phòng bằng áp suất bên ngoài phòng là 0,9.105 Pa. Tính khối lượng không khí trong phòng đã thoát ra ngoài.
a) pV = nRT → số mol không khí trong phòng là \[n = \frac{{pV}}{{RT}} = \frac{{{{10}^5}.5.10.3}}{{8,31.273}} = 6,{6.10^3}mol\].
Khối lượng không khí trong phòng là m = n.μ = 6,6.103.29 = 1,9.105 g =1,9.102 kg.
b) \[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{{10}^5}.5.10.3}}{{273}} = \frac{{0,{{9.10}^5}.{V_2}}}{{20 + 273}} \Rightarrow {V_2} \approx 179\,{m^3}\]
Như vậy, đã có DV = 179 – 5.10.3 = 29 m3 khí ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 0,9.105 Pa thoát ra khỏi phòng.
Khối lượng không khí trong phòng đã thoát ra ngoài bằng:
\(\Delta m = \frac{{29}}{{179}}m = \frac{{29}}{{179}}\left( {1,9 \cdot {{10}^2}\;{\rm{g}}} \right) \approx 30\;{\rm{g}}\)
Đáp án: a) 1,9.102 kg; b) 30 g.
Một bình chứa khí có vách ngăn di chuyển được. Khi dịch vách ngăn để bình có thể tích 15,0 lít ở nhiệt độ 27,0 °C thì áp suất khí trong bình là 1,50 atm. Tiếp tục dịch chuyển vách ngăn để nén khí đến thể tích 12,0 lít thì áp suất khí trong bình là 3,00 atm. Nhiệt độ của khí trong bình lúc này là ...... °C.
\[\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{1,5.15}}{{27 + 273}} = \frac{{3.12}}{{{t_2} + 273}} \Rightarrow {t_2} = 207^\circ C\]
Đáp án: 207oC.
