Bài viết này sẽ hướng dẫn các bạn giải bài tập lý 10 trang 162 SGK một cách đầy đủ và chi tiết. Ngoài ra, Kiến Guru sẽ tổng kết những lý thuyết mà bạn cần nắm chắc về các dạng toán thuộc bài 30:“Quá Trình Đẳng Tích. Định Luật Saclo”, để các bạn vận dụng vào việc giải bài tập lý 10 một cách tốt nhất.
I. Lý thuyết cần nắm để giải bài tập lý 10 trang 162 SGK
1. Quá trình đẳng tích
Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi.
2. Định luật Sác-lơ
Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
3. Đường đẳng tích
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích.
Dạng đường đẳng tích:
- Trong hệ tọa độ [p,T] đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
- Đường đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn đường đẳng tích ở dưới
II. Hướng dẫn giải bài tập lý 10 trang 162 SGK
1. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10: Bài 1
Thế nào là quá trình đẳng tích? Tìm một ví dụ về quá trình đẳng tích này.
Giải:
+ Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khí mà thể tích không thay đổi.
+ Một ví dụ: Cho khí vào xilanh, cố định Piston, cho xilanh vào chậu nước nóng. Khi đó T tăng, P tăng nhưng V không đổi.
2. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10: Bài 2
Viết hệ thức liên hệ giữa P và T trong quá trình đẳng thức của một lượng khí nhất định.
Giải:
3. Hướng dẫn giải bài tập vật lý lớp 10: Bài 3
Phát biểu định luật Sác-lơ
Giải:
Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối
4. Hướng dẫn giải bài tập lí 10: Bài 4
Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật Sác-lơ?
Giải:
Chọn B.
Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối:
Công thức:
Mà T = t + 273 nên p không tỷ lệ với nhiệt độ t trong nhiệt gai Xen-xi-út.
Hướng dẫn giải bài tập lý 10: Bài 5
Trong hệ tọa độ [p, T], đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích?
A. Đường hypebol
B. Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ
C. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ
D. Đường thẳng cắt trục p tại điểm p = po
Giải:
Chon B.
Hướng dẫn giải bài tập lý 10: Bài 6
Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác-lơ?
Giải:
Chọn B.
Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối:
Công thức:
Mà T = t + 273 nên p không tỷ lệ với nhiệt độ t trong nhiệt gai Xen-xi-út.
7. Hướng dẫn giải bài tập lý 10: Bài 7
Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 30oC và áp suất 2 bar. [1 bar = 105 Pa]. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới bao nhiêu độ để áp suất tăng gấp đôi?
Giải:
Trạng thái 1: T1 = t1 + 273 = 303 K; P1 = 2 bar
Trạng thái 2: P1 = 4 bar ; T1 = ?
Áp dụng định luật Sác-lơ cho quá trình biến đổi đẳng tích, ta có:
8. Hướng dẫn giải bài tập lý 10: Bài 8
Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất 5 bar và nhiệt độ 25oC. Khi xe chạy nhanh lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 50oC. Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này .
Giải:
Trạng thái 1: T1 = 273 + 25 = 298 K; P1 = 5 bar
Trạng thái 2: T2 = 273 + 50 = 323 K; P2 = ?
Áp dụng định luật Sác-lơ cho quá trình biến đổi đẳng tích, ta có:
Vậy khi nhiệt độ tăng thì áp suất trong lốp xe là 5,42.105[Pa].
Trên đây là hướng dẫn giải bài tập lý 10 trang 162 sách giáo khoa. Ngoài tổng hợp kiến thức, Kiến còn gửi tới bạn đọc các lời giải đầy đủ và chi tiết cho các câu hỏi trong bài 30 SGK, rất thuận tiện cho các bạn đọc theo dõi và so sánh kết quả. Qua bài viết này, mong rằng các bạn sẽ có thêm tài liệu hay và bổ ích để tham khảo và học tập, giúp kết quả học tập của bản thân ngày càng cao nhé.
Chuyên đề Vật lý 10 được VnDoc đăng tải với tài liệu Bài tập Chất khí dạng 6 gồm các bài tập về đồ thị trạng thái khí lí tưởng nhằm hỗ trợ học sinh nâng cao kết quả học tập môn Lý 10.
Dạng 6: Đồ thị trạng thái khí lí tưởng
A. Phương pháp & Ví dụ
Lý thuyết - Phương pháp giải
- Đường đẳng nhiệt:
- Đường đẳng tích:
- Đường đẳng áp:
Bài tập vận dụng
Bài 1: Một khối khí thực hiện 1 chu trình như hình vẽ. Cho p1 =6.105 Pa, V1 = 2 lít, T2 = 100°K, p3 = 2.105 Pa.
a. Nêu tên gọi các đẳng quấ trình trong chu trình. Tính V2 và T3.
b. Vẽ lại chu trình trên trong hệ tọa độ [p,T].
Hướng dẫn:
a. [1] ⇒ [2]: đẳng nhiệt.
[2] ⇒ [3]: đẳng áp.
[3] ⇒ [1]: đẳng tích.
Từ các đẳng quá trình ta suy ra: T1 = T2, p2 = p3, V3 = V1.
Từ quá trình đẳng nhiệt ta có:
p1.V1 = p2.V2 ⇔ p1.V1 = p3.V2 ⇔
Từ quá trính đẳng áp ta có:
V3.T3 = V2.T2 ⇔ V1.T3 = V2. T2 ⇔
b. Vẽ đồ thị.
Bài 2: Một xilanh chưa khí bị hở nên khí có thể ra vào nhanh hoặc chậm. Khí áp suất p không đổi, thể tích V biến thiên theo nhiệt độ tuyệt đối T như đồ thị. Hỏi lượng khí trong xilanh tăng hay giảm?
Hướng dẫn:
Vẽ đường thẳng qua T1, song song với trục OV, cắt đồ thị [V, T] của hai khí tại A [ p1, V1, T1] và B [ p1, V2, T1]:
Vì V2 < V1 nên m2 < m1: khối lượng khí trong bình giảm.
Bài 3: Có 20g khí Heli chứa trong xilanh đậy kín bởi 1 pittong biến đổi chậm từ [1] đến [2] theo đồ thị như hình vẽ. Cho V1 = 30 lít, p1 = 5 atm, V2 = 10 lít, p2 = 15 atm. Tìm nhiệt độ cao nhất mà khí đạt được trong quá trình trên.
Hướng dẫn:
Quá trình từ [1] đến [2]: p = aV + b.
Thay các giá trị [p1, V1] và [p2, V2] vào ta được:
5 = 30a + b [1]
10 = 10a + b [2]
Từ [1] và [2] suy ra:
Bài 4: Một lượng khí oxi ở 130°C dưới áp suất 105 N/ m2 được nén đẳng nhiệt đến áp suất 1,3.105 N/m2. Cần làm lạnh đẳng tích khí đến nhiệt độ nào để áp suất giảm bằng lúc đầu. Biểu diễn quá trình biến đổi bên trong các hệ tọa độ [p, V], [p, T], [V, T].
Hướng dẫn:
Ta có các trạng thái khí:
Lúc đầu: p1 = 105 N/m2, V1, T1 = 130 + 273 = 403K.
Sau khi nén đẳng nhiệt: p2 = 1,3.105 N/m2, V2, T2 = T1 = 403K.
Sau khi làm lạnh đẳng tích: p3 = p1 = 105 N/m2, V3 = V2, T3.
Quá trình từ [2] đến [3] đẳng tích:
T3 = 310K = 37°C
Vậy để áp suất giảm bằng lúc đầu thì phải làm lạnh đến nhiệt độ 37°C.
Đồ thị các quá trình biến đổi:
Bài 5: Hai xilanh chứa hai loại khí có khối lượng mol là μ1, μ2 khác nhau nhưng có cùng khối lượng m. Áp suất của 2 khí cũng bằng nhau. Quá trình biến đổi đẳng áp được biến đổi như các đồ thị trong hình bên. Hãy so sánh các khối lượng mol.
Hướng dẫn:
Vẽ đường thẳng qua T1, song song với trục OV, cắt đồ thị [V, T] của hai khí tại A [ p1, V1, T1] và B [ p1, V2, T1]:
Vì V2 > V1 nên μ2 < μ1: khối lượng khí trong bình giảm.
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Một khối khí khi đặt ở điều kiện nhiệt độ không đổi thì có sự biến thiên của thể tích theo áp suất như hình vẽ. Khi áp suất có giá trị 0,5kN/m2 thì thể tích của khối khí bằng:
A. 3,6m3
B. 4,8m3
C. 7,2m3
D. 14,4m3
Chọn B
Câu 2: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt:
Chọn B
Câu 3: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt:
Chọn C
Câu 4: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật Bôilơ – Mariôt:
Chọn D
Câu 5: Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng định luật B
Chọn D
Câu 6: Đồ thị biểu diễn hai đường đẳng nhiệt của cùng một lượng khí lí tưởng biểu diễn như hình vẽ. Mối quan hệ về nhiệt độ của hai đường đẳng nhiệt này là:
A. T2 > T1
B. T2 = T1
C. T2 < T1
D. T2 ≤ T1
Chọn A
Câu 7: Cho đồ thị của áp suất theo nhiệt độ của hai khối khí A và B có thể tích không đổi như hình vẽ. Nhận xét nào sau đây là sai:
A. Hai đường biểu diễn đều cắt trục hoành tại điểm – 273°C.
B. Khi t = 0°C, áp suất của khối khí A lớn hơn áp suất của khối khí B.
C. Áp suất của khối khí A luôn lớn hơn áp suất của khối khí B tại mọi nhiệt độ.
D. Khi tăng nhiệt độ, áp suất của khối khí B tăng nhanh hơn áp suất của khối.
Chọn D
Câu 8: Cùng một khối lượng khí đựng trong 3 bình kín có thể tích khác nhau, đồ thị thay đổi áp suất theo nhiệt độ của 3 khối khí ở 3 bình được mô tả như hình vẽ. Quan hệ về thể tích của 3 bình đó là:
A. V3 > V2 > V1
B. V3 = V2 = V1
C. V3 < V2 < V1
D. V3 ≥ V2 ≥ V1
Chọn C
Câu 9: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của thể tích một khối khí lí tưởng xác định, theo nhiệt độ như hình vẽ. Chỉ ra đâu là đáp án sai:
A. Điểm A có hoành độ bằng – 273°C
B. Điểm B có tung độ bằng 100cm3
C. Khối khí có thể tích bằng 100cm3 khi nhiệt độ khối khí bằng 136,5°C
D. Trong quá trình biến đổi, áp suất của khối khí không đổi
Chọn C
Câu 10: Cho đồ thị biến đổi trạng thái của một khối khí lí tưởng xác định, từ trạng thái 1 đến trạng thái 2. Đồ thị nào dưới đây tương ứng với đồ thị trên biểu diễn đúng quá trình biến đổi trạng thái của khối khí này:
Chọn B
Câu 11: Một khối khí ban đầu có các thông số trạng thái là: p0; V0; T0. Biến đổi đẳng áp đến 2V0 sau đó nén đẳng nhiệt về thể tích ban đầu. Đồ thị nào sau đây diễn tả đúng quá trình trên:
Chọn C
Câu 12: Một lượng 0,25 mol khí Hêli trong xi lanh có nhiệt độ T1 và thể tích V1 được biến đổi theo một chu trình khép kín: dãn đẳng áp tới thể tích V2 = 1,5 V1; rồi nén đẳng nhiệt; sau đó làm lạnh đẳng tích về trạng thái 1 ban đầu. Nếu mô tả định tính các quá trình này bằng đồ thị như hình vẽ bên thì phải sử dụng hệ tọa độ nào?
A. [p,V]
B. [V,T]
C. [p,T]
D. [p,1/V]
Chọn B
Mời bạn làm thêm
- Làm online: Bài tập Chất khí dạng 6
- Bài tập Chất khí dạng 5
- Bài tập Chất khí dạng 4
- Bài tập Cơ sở của nhiệt động lực học dạng 1
Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Vật lý 10, Giải bài tập Vật Lí 10, Giải bài tập Hóa 10 nâng cao, .... được biên soạn và đăng tải chi tiết.