Hỏi đáp
Một khối khí biến đổi từ trạng thái (1) (p1, V1, T1) sang trạng thái (2) (p2, V2, T2) . Các trạng thái (1) và (2) biểu diễn trong hệ tọa độ (p,T) như hình vẽ , hãy so sánh V1 và V2.
Đường thẳng trên có đi qua gốc tọa độ không bạn?
Nếu qua gốc thì đường này là đường đẳng tích nên V1 = V2
Vẽ đường đẳng áp của một lượng khí nhất định trong hệ toạ độ (V, T) ; (p, V) ; (p, T) trong hai trường hợp:
a/ Áp suất của khối khí trong quá trình là p1.
b/ Áp suất của khối khí trong quá trình là p2 ( p2 > p1).
Áp dụng PT trạng thái khí lí tưởng: \(\dfrac{pV}{T}=const\)
+ Trong hệ tọa độ (V, T): Thể tích tỉ lệ với nhiệt độ
+ Trong hệ tọa độ (p, V)
+ Trong hệ tọa độ (p, T)
. Trình bày nội dung của thuyết động học phân tử chất khí.
- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của chất khí càng
cao.
- Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình.
Một bình có dung tích V=10 lít chứa một lượng khí hidro bị nén ở áp suất p=50at,7oC. Khi nung nóng bình, do bình hở nên có một phần khí thoát ra; phần khí còn lại có nhiệt độ 17oC và vẫn dưới áp suất như cũ. Tính khối lượng khí đã thoát ra.
Gọi \(m_1;m_2\) là khối lượng khí trong bình trước và sau khi đun nóng bình. Áp dụng phương trình Menđêlêep - Clapêrông ta có: \(pV=\frac{m_1}{\mu}RT_1;pV=\frac{m_2}{\mu}RT_2\)
Từ đó suy ra khối lượng khí đã thoát ra:
\(m_2-m_1=\frac{pV\mu}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right)\), với \(p=50atm,V=10\)lít \(,\mu=2g\)
\(R=0,084atm.l\text{/}mol.K;\)\(T_1=7+273=280K\)
\(T_2=17+273=290K\). Suy ra \(m_2-m_1=1,47g\)
Gọi m1,m2m1,m2 là khối lượng khí trong bình trước và sau khi đun nóng bình. Áp dụng phương trình Menđêlêep - Clapêrông ta có: pV=m1μRT1,pV=m2μRT2pV=m1μRT1,pV=m2μRT2
Từ đó suy ra khối lượng khí đã thoát ra:
m2−m1=pVμR(1T1−1T2)m2−m1=pVμR(1T1−1T2), với p=50atm,V=10lít,μ=2gp=50atm,V=10lít,μ=2g
R=0,084atm.l/mol.K;T1=7+273=280KR=0,084atm.l/mol.K;T1=7+273=280K
T2=17+273=290KT2=17+273=290K. Suy ra m2−m1=1,47g
"Gió Lào nóng lắm ai ơi!
Đừng vào đón gió mà rơi má hồng."
Tại sao gió Lào lại khô và nóng làm người ta khiếp sợ đến thế? Hãy dùng các kiến thức đã học về các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí và các nguyên lí của nhiệt động lực học để trả lời các câu hỏi trên.
Lí 10 nha
Về mùa hè, gió Tây Nam thổi từ Lào sang gặp dãy Trường Sơn thì bốc lên cao. Ở trên cao, áp suất thấp nên không khí nở ra. Khi không khí nở ra nó thực hiện công nên nội năng của nó giảm, nghĩa là nhiệt độ giảm. Do nhiệt độ giảm nên hơi nước trong không khí ngưng tụ gây ra mưa ở phía Tây dãy Trường Sơn. Không khí trở nên khô ráo, vượt qua dãy Trường Sơn tràn xuống một số tỉnh đồng bằng miền Trung. Ở đồng bằng thấp, nghĩa là không nhận được công. Do đó nhiệt độ của không khí tăng, không khí trở thành khô nóng rất khó chịu.
Còn có một số nguyên nhân phụ khác nữa cũng góp phần làm cho gió Lào trở nên khô nóng.
Cho một bình hình cầu có dung tích 1 lít đã hút khí ra và kín. Trên thành bình tồn tại một lớp không khí đơn phân tử. Khi đốt nóng bình tới nhiệt độ 3000C khi không còn lớp khí trên thành bình nữa. Xác định mật độ phân tử khí trong bình ở nhiệt độ trên. Biết đường kính phân tử là \(d=10^{-10}m\)
Gọi bán kính của hình cầu là R thì dung tích của bình là
\(V=\frac{4}{3}\pi R^3=1l=10^{-3}m^3\). Suy ra : \(R\approx0,06\)
Diện tích mặt cầu là \(S=4\pi R^2\). Một phân tử khí chiếm diện tích là \(d^2=10^{-20}m^2\)
Số đơn phân tử bám vào thành bình là \(N=\frac{4\pi R^2}{d^2}\). Ở nhiệt độ \(300^oC\), số phân tử ở thành bình sẽ được giải phóng và chiếm toàn bộ dung tích của bình. Vậy mật độ phân tử khí trong bình là :
\(n=\frac{N}{V}=\frac{3}{d^2R}=5.10^{21}m^{-3}\)
Ở nhiệt độ T1, áp suất p1, khối lượng riêng của một chất khí là D1 Hãy lập biểu thức tính khối lượng riêng của chất khí đó ở nhiệt độ T2, áp suất p2.
Xét một khối lượng m của chất khí đó. Theo phương trình Menđêlêep - Clapêrông ta suy ra:
\(D=\frac{m}{V}=\frac{p}{RT}\mu\). Do đó ở trạng thái 1 và trạng thái 2 ta có:
\(D_1=\frac{m}{V_1}=\frac{p_1}{RT_1}\mu;\)\(D_2=\frac{m}{V_2}=\frac{p_2}{RT_2}\mu\).Từ đó: \(\frac{D_1}{D_2}=\frac{p_2T_2}{p_1T_1}\)
Suy ra biểu thức \(D_2=\frac{p_2T_2}{p_1T_1}D_1\)
Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít xuống 2 lít thấy áp suất tăng lên 2 lần .Hỏi áp suất lúc đầu của chất khí là bao nhiêu?
Bạn xem lại giả thiết xem chuẩn chưa nhé.
Một xilanh đặt nằm ngang, hai đầu kín, có thể tích 2V0 và chứa khí lí tưởng ở áp suất p0. Khí trong xilanh được chia thành hai phần bằng nhau nhờ một pit-tông mỏng, cách nhiệt có khối lượng m. Chiều dài của xilanh là 2l. Ban đầu khí trong xilanh có nhiệt độ là T0, pit-tông có thể chuyển động không ma sát dọc theo xi lanh.
a Nung nóng chậm một phần khí trong xilanh để nhiệt độ tăng thêm \(\Delta\)T và làm lạnh chậm phần còn lại để nhiệt độ giảm đi \(\Delta\)T. Hỏi pit-tông dịch chuyển một đoạn bằng bao nhiêu khi có cân bằng?
b. Đưa hệ về trạng thái ban đầu (có áp suất p0, nhiệt độ T0). Cho xilanh chuyển động nhanh dần đều theo phương ngang dọc theo trục của xi lanh với gia tốc a thì thấy pit-tông dịch chuyển một đoạn x so với vị trí cân bằng ban đầu. Tìm gia tốc a. Coi nhiệt độ không đổi khi pit-tông di chuyển và khí phân bố đều
a) Phần xi lanh bi nung nóng: \(\frac{P_oV_o}{T_o}=\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_1V_1}{T_0+\Delta T}\)
Phần xi lanh bị làm lạnh: \(\frac{P_oV_o}{T_o}=\frac{P_2V_2}{T_2}=\frac{P_2V_2}{T_0-\Delta T}\)
Vì P1 = P2 \(\rightarrow\frac{V_1}{V_2}=\frac{T_0+\Delta T}{T_0-\Delta T}\) (1)
Gọi đoạn di chuyển của pit-tông là x, ta có: V1 = (l + x)S và V2 = (l - x)S (2)
Từ (1) và (2) ta có \(\frac{\left(l+x\right)S}{\left(l-x\right)S}=\frac{T_0+\Delta T}{T_0-\Delta T}\rightarrow\) x = \(\frac{l\Delta T}{T_0}\)
b) P2V2 = P0V \(\rightarrow\) P2 = P0V0 /(l - x)S (1)
P1V1 = P0V \(\rightarrow\) P2 = P0V0/(l + x)S (2)
Xét pit-tông: F2 - F1 = ma \(\rightarrow\) (P2 - P1)S = ma (3)
Từ (1), (2), và (3)
\(\left(\frac{P_0V}{S\left(l-r\right)}\right)-\left(\frac{P_0V}{S\left(l+r\right)}\right)S\)= ma \(\rightarrow\) a = 2P0V0x/(l2 – x2)m
Khi nung nóng một khối khí, áp suất p thay đổi theo nhiệt độ T như (hình a). Hãy cho biết quá trình này khí bị nén hay dãn.
Vẽ hai đường đẳng tích \(O\left(1\right)\) và \(O\left(2\right)\)
Từ \(T_1\) vẽ đường thẳng \(T_1AB\) cắt \(O_1\) và \(O\left(2\right)\) tại \(A\left(T_1,p_1\right)\) và \(B\left(T_1,p_2\right)\) như ( hình )
Ta có : \(p_1V_1=p_2V_2=nRT_1\Rightarrow\)\(\frac{V_2}{V_1}\frac{p_1}{p_2}\)\(>\)\(1\Rightarrow V_2>\)\(V_1\)
Chất khí dãn nở.
