Giải SGK Vật lí 12 Cánh diều Bài 2. Phương trình trạng thái khí lí tưởng có đáp án

Chuẩn bị:

- Xi lanh thuỷ tinh dung tích 50 mL, có độ chia nhỏ nhất 1 mL (1).

- Nhiệt kế điện tử (2).

- Ba cốc thuỷ tinh (3), (4), (5).

- Nút cao su để bịt đầu ra của xi lanh.

- Giá đỡ thí nghiệm (6).

- Nước đá, nước ấm, nước nóng.

- Dầu bôi trơn.

Tiến hành:

Bước 1: Cho một chút dầu bôi trơn vào pit-tông để pit-tông dễ dàng di chuyển trong xi lanh. Điều chỉnh pit-tông ở mức 30 mL, bịt đầu ra của xi lanh bằng nút cao su.

Bước 2: Ghi giá trị nhiệt độ phòng và thể tích không khí trong xi lanh vào vở tương tự như bảng dưới.

Bước 3: Đổ nước đá vào cốc (3).

Bước 4: Nhúng xi lanh và nhiệt kế vào cốc. Sau khoảng thời gian 3 phút, ghi giá trị thể tích V của không khí trong xi lanh và nhiệt độ t vào bảng số liệu.

Bước 5: Lần lượt đổ nước ấm vào cốc (4) và nước nóng vào cốc (5). Thực hiện tương tự bước 4 ở mỗi trường hợp.

- Bảng kết quả

Tỉ số  trong các lần đo có giá trị gần bằng nhau.

- Đồ thị:

Đồ thị thu được theo kết quả thí nghiệm có dạng giống với đồ thị hình 2.5.

Trạng thái 1: p₁; V₁; T₁

Trạng thái 2’: p₂; V’₂; T₁

Trạng thái 2: p₂; V₂; T₂

Trạng thái 1 với trạng thái 2’ có cùng nhiệt độ, của trạng thái 2' với trạng thái 2 có cùng áp suất.

Xét quá trình (1) sang quá trình (3) là quá trình đẳng áp, quá trình (3) sang quá trình (2) là quá trình đẳng nhiệt:

Trạng thái 1: p₁; V₁; T₁

Trạng thái 3: p₁; V1'; T₂

Trạng thái 2: p₂; V₂; T₂

Quá trình đẳng áp: $\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_1^{\text{'}}}{T_2}\Rightarrow V_1^{\text{'}}=\frac{V_1.T_2}{T_1}$ (2)

Quá trình đẳng nhiệt: $p_1{V}_1^{\text{'}}=p_2{V}_2$ (1)

Thay (1) vào (2) được: $p_1\frac{V_1{T}_2}{T_1}=p_2{V}_2\iff \frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}$

Vậy: Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.

Áp dụng công thức:$pV=nRT\Rightarrow {3.10}^5\mathrm{.0,02}=n\mathrm{.8,31.}(27+273)\Rightarrow n=\mathrm{2,41}mol$

 Khối lượng không khí trong lốp xe: $m=n.M=\mathrm{2,41.28,8}=\mathrm{69,41}g$ 

Nguyên lý hoạt động của bình xịt aerosol dựa trên sự tạo ra áp suất và sự phân tán của chất lỏng. Quá trình hoạt động diễn ra như sau:

- Khi bạn nhấn nút nhấn, hệ thống chất đẩy được kích hoạt, tạo ra áp suất trong chai.

- Áp suất tạo ra bởi hệ thống chất đẩy đẩy chất lỏng lên qua van phun.

- Khi chất lỏng tiếp xúc với van phun, áp suất cao sẽ làm cho chất lỏng bị phân tán thành hạt nhỏ.

- Hạt nhỏ này được đẩy ra khỏi van phun thông qua áp suất và tạo thành một dòng sương mịn.

- Khi dòng sương mịn phun ra sẽ được sử dụng để phun lên bề mặt hoặc trong không gian nhằm đạt được hiệu quả sử dụng mong muốn.

Quá trình đẳng tích: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.$\frac{p}{T}=const$