Bài tập Vật Lí 10: Tổng hợp Chất khí, cấu tạo chất, thuyết động học phân tử (P2)
29 câu hỏi
Một bình thép chứa khí ở 77°C dưới áp suất 6,3 105Pa. làm lạnh bình tới nhiệt độ − 23°C thì áp suất của khí trong bình là bao nhiêu?
Nhà thầy Phi có mua một nồi áp suất dùng để ninh đồ ăn. Van an toàn của một hôi sẽ mở khi áp suất trong nồi bằng 9atm. Khi thử ở 27°C, hơi trong nồi có áp suất 2atm. Hỏi ở nhiệt độ nào thì van an toàn sẽ mở.
Biết áp suất của khí trơ trong bóng đèn tăng 1,5 lần khi đèn cháy sáng so với tắt. Biết nhiệt độ đèn khi tắt là 27°C. Hỏi nhiệt độ đèn khi cháy sáng bình thường là bao nhiêu?
+ Đèn kín có thể tích không đổi nên là quá trình đẳng tích
Khi đun nóng một khối khí thì p và T thay đổi được cho bởi đồ thị bên. Hỏi quá trình này là quá trình nén hay dãn khí
+ Kẻ 2 đường thẳng đẳng tích v1 và v2 rồi vẽ đường đẳng nhiệt bất kỳ cắt hai đường đẳng tích tại A và B
Tính khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 80°C và có áp suất 2,5.105Pa. Biết khối lượng riêng của không khí ở 0°C là l,29kg/m3, và áp suất l,01.105Pa.
Trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm3 hỗn hợp khí dưới áp suất l75atm và nhiệt độ 47°C. Pit tông nén xuống làm cho thế tích của hỗn hợp khí chi còn 0,2 dm3 và áp suất tăng lên 21atm. Tính nhiệt độ của hỗn hợp khí nén.
Trong một nhà máy điều chế khí ôxi và san sang các bình. Người ta bơm khí ôxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000 lít. Sau nửa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24°C và áp suất 765mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây. Coi quá trình bơm diễn ra một cách đều đặn.
Đây là khối lượng khí bơm vào bình sau nửa giờ vào bình.
Vây khối lương bơm vào sau mỗi giây:
Người ta nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27°C để cho thể tích của khí chỉ còn 4 lít, vì nén nhanh nên khí bị nóng lên đến 60°C. Khi đó áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần ?
Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh Phan−xi−păng trong dãy Hoàng Liên Sơn cao 3140m biết mỗi khi lên cao thêm 10m, áp suất khí quyển giảm lmmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là 2°C. Khối lượng riêng của không khí chuâh là l,29kg/m3.
Gọi m là khối lượng khí xác định ở chân núi có thể tích v1 và ở đỉnh núi có thể tích v2.
+ Áp dụng phương trình trạng thái của lí tưởng
Trong xi lanh của một động cơ đốt trong có 2 lít hỗn hợp khí áp dưới áp suất 1,5 atm và nhiệt độ 27°C. Pittông nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn bằng 0,3 lít và áp suất tăng lên tới 18 atm. Tính nhiệt độ của hỗn hợp khí nén.
Một thùng có thể tích 40dm3 chứa 3,96 kg khí cacbonic, biết rằng bình sẽ bị nổ khi áp suất vượt quá 60 atm. Khối lượng riêng của chạt khí ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,98 kg/m3. Hỏi ở nhiệt độ nào thì bình bị nổ?
+ Trạng thái 1 là trạng thái khí ở điều kiện tiêu chuẩn:
+ Trạng thái 2 là trạng thái khí ở điều kiện có thể nổ:
Trong một khu hội chợ người ta bơm một quả bóng có thể tích 200 lít ở nhiệt độ 27°C trên mặt đất. Sau đó bóng được thả bay lên đến độ cao mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn 0,8 lần áp suất khí quyển ở mặt đất và có nhiệt độ 17°C. Tính thể tích của qucả bóng ở độ cao đó, bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ bóng.
+ Ta có:
Một lượng khí H2 đựng trong một bình có thế tích 2 lít ở áp suất l,5atm, nhiệt độ là 27°C. Đun nóng khí đến nhiệt độ 127°C do bình hở nên một nửa lượng khí thoát ra ngoài. Tính áp suất khí trong bình.
+ Gọi v0 là thể tích của bình
Ta xét trạng thái của lượng khí còn lại trong bình sau khi nhiệt độ tăng lên 127 độ C. Khi đó nó chiếm thể tích cả binh nhưng khi chưa mả van và nhiệt độ trong binh còn 27 độ C thì nó chiếm một phần hai thể tích cả bình.
Khi lượng khí đó ở nhiệt độ 27° C trạng thái 1
Một bình bằng thép dung tích 50 lít chứa khí Hidrô ở áp suất 5MPa và nhiệt độ 37°C. Dùng bình này bơm được bao nhiêu bóng bay? Biết dung tích mỗi quả 10 lít; áp suất mỗi quả l,05.105Pa, nhiệt độ bóng bay 12°C.
+ Gọi n là số quà bóng bay
+ Ở trạng thái ban đầu khi H2 trong bình thép:
Ở 27°C thể tích của một lượng khí là 6 lít. Thể tích của lượng khí đó ở nhiệt độ 127°C khi áp suất không đổi là bao nhiêu?
Có 12g khí chiếm thể tích 4 lít ở 7°C. Sau khi nung nóng đẳng áp khối lượng riêng của khí là l,2g/l. Tìm nhiệt độ khí sau khi nung.
Một bình thủy tinh có dung tích 14cm3 chứa không khí ở nhiệt độ 77°C được nổi với ống thủy tinh nằm ngang chứa đầy thủy ngân. Đầu kia cùa ống để hở. Làm lạnh không khí trong bình đến nhiệt độ 27°C . Tính khối lượng thủy ngân đã chảy vào bình, dung tích của bình coi như không đổi, khối lượng riêng của thủy ngân là 13,6Jkg/dm3
Cho các đồ thị sau đây biểu diễn chu trình biến đổi trạng thái của các khối khí lý tưởng
Từ các đồ thị trên:
a, Vẽ lại đồ thị (I) trong tọa độ (V,T), (p,V);
a. (1) đến (2) là quá trình đẳng tích, p tăng, T tăng
(2) đến (3) là quá trình đẳng áp, T giảm, V giảm
(3) đến (1) là quá trình đẳng nhiệt, p giảm, V tăng
b. Vẽ lại đồ thị (II) trong các hệ tọa độ (V,T), (p,T);
b. Vẽ lại đồ thị (II) trong các hệ tọa độ (V, T), (p, T);
(1) đến (2) là quá trình đẳng áp, V tăng, T tăng
(2) đến (3) là quá trình đẳng nhiệt, p giảm, V tăng
(3) đến (4) là quá trình đẳng tích, p giảm, T giảm
(4) đến (1) là quá trình đẳng nhiệt, p tăng, V giảm
c. Vẽ lại đồ thị (III) trong các hệ tọa độ (p,V), (p,T);
c. Vẽ lại đồ thị (III) trong các hệ tọa độ (p,V), (p,T);
(1) đến (2) là quá trình đẳng tích, T tăng, p tăng
(2) đến (3) là quá trình đẳng áp, T giảm, V giảm
(3) đến (4) là quá trình đẳng tích, T giảm, p giảm
(4) đến (1) là quá trình đẳng áp, T tăng, V tăng
Vẽ lại đồ thị (II) trong các hệ tọa độ (p,V), (V,T);
d. Vẽ lại đồ thị (II) trong các hệ tọa độ (p,V), (V,T);
(1) đến (2) là quá trình đẳng áp, T giảm, V giảm
(2) đến (3) là quá trình đẳng nhiệt, p giảm, V tăng
(3) đến (4) là quá trình đẳng áp, T tăng, V tăng
(4) đến (1) là quá trình đẳng nhiệt, p tăng, V giảm
Hình bên là đồ thị biểu diễn sự biến đổi trạng thái của một lượng khí lí tưởng trong hệ tọa độ (V, T ). Hãy biểu diễn các quá trình trên trong tọa độ (P, V), (P, T)
Giải:
(1) đến (2) là quá trình đẳng tích, T giảm, p giảm
(2) đến (3) là quá trình đẳng áp, T tăng, V tăng
(3 ) đến (1) là quá trình đẳng nhiệt, V giảm, p tăng
Một bình có dung tích V = 10 lít chứa một lượng khí hiđrô bị nén ở áp suất p = 50atm và nhiệt độ 7°. Khi nung nóng bình, do bình hờ nên có một phần khí thoát ra; phần khí còn lại có nhiệt độ 17°C và vẫn dưới áp suất như cũ. Tính khối lượng khí đã thoát ra.
Gọi mi, rrn là khối lượng khí trong bình trước và sau khi nung nóng bình.
Áp dụng phương trình Menđêlêep - Clapêrôn ta có:
Trong một bình thể tích 10 lít chứa 20g hidro ở 27°C. Tính áp suất khí trong bình.
+ Áp dụng phương trình Menđêlêep- Clapêron:
Người ta bơm khí ôxi vào một bình có thể tích 5000l. Sau nửa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24°c và áp suất 765mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào trong mỗi giây. Coi quá trình bơm khí diễn ra đêu đặn
Vì áp suất 760mmHg tương đương với latm nên áp suất 765mmHg tương đương với 765760atm
Một bình chứa khí ờ nhiệt độ 27°C và áp suất 40atm. Hỏi khi một nửa lượng khí thoát ra ngoài thì áp suất của nó còn lại trong bình là bao nhiêu? Biết nhiệt độ của bình khi đó là 12°C.
+ Khi khí chưa thoát ra ngoài ta có:
+ Khi một nửa lượng khí đã thoát ra ngoài ta có:
Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10°C trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính thể tích của lượng khí đã thoát ra khòi phòng ờ điều kiện tiêu chuẩn và khối lượng không khí còn lại ở trong phòng. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn là ρ0= 1,293 kg/m3.
+ Khi không khí đà thoát ra khỏi phòng thì với lượng không khí còn lại trong phòng:
Khối lượng không khí trong một phòng có thể tích V = 30m3 sẽ thay đổi đi bao nhiêu khi nhiệt độ trong phòng tăng từ C đến 27°C. Cho biết áp suất khí quyển là ρ0= latm và khối lượng mol của không khí µ =29g.
Gọi m1 và m2 là khối lượng không khí trong phòng ở nhiệt độ t1=17°C vậy: T1 = 290K và t2=27°C vậy T2 =300K .
Do đó khối lượng không khí đã di chuyển ra khỏi phòng khi nhiệt độ tăng từ 17°C lên 27°C là Δm = 1219,5g
Làm thí nghiệm người ta thấy bình chứa 1kg khí nitơ bị nổ ở nhiệt độ 350°C. Tính khối lượng khí hiđrô có thế chứa trong bình cùng loại nếu nhiệt độ tối đa bị nổ là 50°C và hệ số an toàn là 5, nghĩa là áp suất tối đa chỉ bằng 1/5 áp suất gây nổ. Cho H = 1; N = 14; R = 8,31J/mol.K.
+ Gọi V là thể tích của bình và pn là áp suất gây nổ.
+ Đối với khí nitơ ta có:






