Nhiệt học Vật lý 10 nâng cao

<span class='text_page_counter'>(1)</span>THPT.Bỉm Sơn. NHIỆT HỌC: VL10_NC. 1. Định luật Bôilơ-Mariot Bài 1: Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 10l đến thể tích 6l, áp suất khí tăng thêm 0,5at. a. T×m ¸p suÊt ban ®Çu cña khÝ. b. So sánh khối lượng riêng và mật độ phân tử khí trước và sau khi nén c. §Ó ¸p suÊt t¨ng 60% th× thÓ tÝch khÝ lµ bao nhiªu?  V n V m m N N §S: a. P1  0.75atm b. 1  ;  2   1  2  0, 6 : n1  ; n2   1  2  0, 6 c. V2  6, 25l V1 V2  2 V1 V1 V2 n2 V1 5 Bài 2: Một lượng khí không đổi, nếu áp suất biến đổi 2.10 Pa thì thể tích biến đổi 3l. Nếu áp suất biến đổi 5.105 Pa thì thể tích biến đổi 5l. Tính áp suất và thể tích ban đầu. Biết nhiệt độ không đổi ĐS: V = 9l; P1 = 4. 105 Pa Bài 3. Bơm không khí ở áp suất P 1 = 1at vào một quả bóng bang cao su, mỗi lần nén pittông thì đẩy được V 125cm3. Nếu nén 40 lần thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu? Biết dung tích bóng lúc đó là 1. V = 2,5lít. Cho rằng trước khi bơm trong quả bóng không có không khí và khi bơm nhiệt độ không dổi ĐS:. nPV 1 1  PV  P  2atm. Bài 4: Một ống chứ U (hv) tiết diện 1 cm2. Bên trong chứa Hg. Ban đầu l0  30cm, h0  11cm . Đổ thêm Hg vào thì đoạn chứa không khí còn l  29cm . Áp suất khí quyển P0  76cmHg . Nhiệt độ không đổi. a. Tìm thể tích Hg đã đổ thêm vào b. Duỗi thẳng ống ra thì đoạn chứa khí có chiều dài bao nhiêu? l0 h l ĐS: a. l0  P0  h0   l  P0  h   h  14cm . Phần đổ thêm là h0. x  2  l0  l   h  h0  5cm  V  5cm3. b. Áp suất trong ống là P0 : P0 d  l0  P0  h0   d  34,34cm Bài 5: Một xylanh nằm ngang, kín hai đầu. Trong xylanh có không khí được một pittong rất mỏng khối lượng m = 500g chia xylanh thành 2 phần bằng nhau, mỗi phần có thể tích V = 2l, áp suất P0 = 1atm. Chiều dài của xylanh là 2l = 20cm. Cho xylanh quay đều với tốc độ góc  quanh trục thẳng đứng ở giữa xylanh. Tính  nếu pittong cách trục quay một đoạn r =2cm khi cân bằng. Bỏ qua mọi ma sát   l l F F2  P l  P  P ; P  P ĐS: P0l  Pl 1 11 2 2 1 0 2 0 lr l r l r l l F1  F2  Fht  P0 S  P0 S  m 2 r  lr l r 2 PV 0    290,5rad / s 2 m l  r 2  Bài 6*: Một ống thủy tinh L = 50cm, hai đầu kín, ở giữa có một đoạn thủy ngân dài l = 10cm, hai bên là không khí có cùng khối lượng. Khi đặt ống nằm ngang thì đoạn thủy ngân ở đúng giữa ống. Dựng ống thẳng đứng thì thủy ngân tụt xuống 6cm. a. Tính áp suất không khí khi ống nằm ngang b. Ống nằm ngang, nếu mở đầu ống bên phải thì Hg dịch chuyển như thế nào?. c. Ống thẳng đứng, hai đầu kín. Nếu mở một đầu ống thì Hg dịch chuyển như thế nào? 1. Mở đầu ống trên 2. Mở đầu ống dưới. 05/03/2009. 1 Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> THPT.Bỉm Sơn. NHIỆT HỌC: VL10_NC. Pl0  Pl Pl0 Pl0 1 1  P2 l2    l  P  15, 2cmHg  P1  P2  l l1 l2  ( l0  20cm; l1  14cm; l2  16; l  10cm ) b. NX: P0  76cm  P  15, 2cm Mở ống bên phải thì Hg dịch sang trái. ĐS: a.. l0. Pl0  P0l0'  l0'  4cm  l  l0  l0'  16cm. c. 1. Mở ống trên: P2l2   P0  l  l2'  l2'  4, 6cm  l2  l2  l2'  21, 4cm ' ' ' 2. Mở ống dưới: Pl 1 1   l  P0  l1  l1  3,5cm  l  l1  l1  10,5cm. Bài 7: Một ống thủy tinh tiết diện đều, một đầu kín, dài 40cm chứa không khí ở áp suất khí quyển p0 = 105N/m2. ấn ống xuống chậu nước theo phương thẳng đứng, miệng ở dưới sao cho đáy ống ngang với mặt thoáng của nước. Coi nhiệt độ không đổi a. Tìm chiều cao cột nước trong ống b. Bịt kín đầu ống rồi dốc ngược lên sau đó thả tay, Tìm chiều cao cột khí và cột nước cßn l¹i trong èng? ( g = 10m/s2,   10 3kg / m3 ) §S: a. 2 PV 0 0  PV 1 1  P0 Sl  PS 1  l  h  ; P1  P0   g  l  h   h  10,8h  0,16  0  h  1, 48cm. l2. l. l1. h. mg ; PV  PV 0 0 S TH1. Nước không bị tràn ra ngoài ( d  l  h  38,52cm ):   P0   gh  d  P0l  d  39,94cm (vô lý). b. Khi c©n b»ng P  P0 . TH2. Nước bị tràn ra ngoài d  l  h  38,52cm :   P0   g  l  d   d  P0l  d1  40cm, d 2  10m ??? 2. Định luật Sác-lơ Bài 8. Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 27oC và dưới áp suất 0,6atm. Khi đèn cháy sáng áp suất trong đèn là 1atm và không làm vỡ bóng đèn.Tính nhiệt độ khí trong đèn khi cháy sáng? ĐS: 227oC. Bài 9. Một bánh xe dược bơm vào lúc sáng sớm khi nhiệt độ không khí xung quanh là 7oC. Hỏi áp suất khí trong ruột bánh xe tăng thêm bao nhiêu phần trăm vào giữa trưa, lúc nhiệt độ lên đến 35oC. Coi thể tích xăm không thay đổi.  ĐS: 10,75%. F Bài 10: Một bình chứa 20g khí H2 ở điều kiện chuẩn. Nút bình có khối lượng 2kg, tiết diện của miệng bình S = 10 cm2. Áp suất khí quyển P0  105 Pa , giả sử lực ma sát giữa nút với miệng bình là 6N.   F0 a. Tính số phân tử khí trong bình, thể tích của bình và mật độ khí? Fms b. Phải nung bình đến nhiệt độ nào để nút bay ra khỏi bình?.  P m ĐS: a. Số phân tử N   N A  N A  60, 2.1023 .Thể tích V   .22, 4  224l  0, 224m3 ;. . Mật độ n . N  268, 75.1023 V. b. F  Fms  P  F0  PS  Fms  P  P0 S  P  P0  T . 05/03/2009. P P P Fms  P mà 0   P  T 0 T0 T T0 S. T0  Fms  P  T0 Fms  mg  343,98 K hay t =70,980C  P0    T0  . P0  S  P0 S. 2 Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> THPT.Bỉm Sơn. NHIỆT HỌC: VL10_NC. 3. Định Luật GayLuy-xác Bài 11: Một bình 5dm3 chứa 14g khí ở 270C a. Mật độ và khối lượng riêng của khí trong bình biết khối lượng Mol   28 g / Mol b. Để khối lượng riêng của khí là 1,12g/l. Phải nung nóng đẳng áp bình tới nhiệt độ nào?. c. Nếu tăng nhiệt độ ban đầu lên 1000C lần thì khối lượng riêng thay đổi bao nhiêu phần trăm? m m ĐS: a. n  N A / V  6, 02.1025 pt / m3 ; 1   2,8 g / l  2,8kg / m3  V1  V V V V  m m b. 1  ;  2   1  2 : mà 1  2  T2  T1. 2  T1. 1  750 K hay t2 = 4770C V1 V2  2 V1 T1 T2 V1 2  V T  T 300  373    0.19 Vậy  giảm 19% c. 2  1  1  1 V2 T2 1 T2 373 4. Phương trình trạng thái và phương trình CPR-MĐLEE Bài 12: Có 0,4g khí Hidrô ở nhiệt độ 27oC, áp suất 10 5 Pa, được biến đổi trạng thái qua hai giai đoạn: nén đẳng nhiệt đến áp suất tăng gấp đôi, sau đó cho dãn nở đẳng áp trở về thể tích ban đầu. a) Xác định các thông số (p,V,T) chưa biết của từng trạng thái. P b) Vẽ đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ trục (Op,OV). 5 3 3 ĐS: I( P1  10 Pa, T1  300 K , V1  4,986.10 m ) II III II( P2  2.105 Pa, T2  300 K , V2  2, 493.103 m3 ) III( P3  105 Pa, T3  600 K , V3  4,986.103 m3 ). I V O Bài 13: Một khối khí lý tưởng có thể tích 100 cm3, nhiệt độ 177oC, áp suất 1atm, được biến đổi qua 2 quá trình sau: -Từ trạng thái đầu, khối khí được biến đổi đẳng tích sang trạng thái 2 có áp suất tăng gâp 2 lần. P -Từ trạng thái 2 biến đổi đẳng nhiệt, thể tích sau cùng là 50cm3. III 1. Tìm các thông số trạng thái chưa biết cüa khối khí. 2. Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình biến đổi trong hệ tọa độ (pOV) . II ĐS: I( P1  1, 013.105 Pa, T1  450 K , V1  102 m3 ) I II ( P2  2, 026.105 Pa, T2  900 K , V2  102 m3 ) V O 5 3 3 III ( P1  4, 052.10 Pa, T3  900 K , V3  5.10 m ) Bài 14: Chât khí trong xy lanh của một động cơ nhiệt có áp suât 2atm và nhiệt độ là 1270C. a. Khi thể tích không đổi, nhiệt độ giảm còn 270C thì áp suất trong xy lanh là bao nhiêu? b. Khi nhiệt độ trong xy lanh không thay đổi, muốn tăng áp suất lên 8atm thì thể tích thay đổi thế nào? c. Nếu nén, thể tích khí giảm 2 lần. Áp suất tăng lên 3atm thì nhiệt độ lúc đó bằng bao nhiêu? ĐS: a. 1,5atm; b. giảm 4 lần; c. 270C. Bài 15. Trong xy lanh của một động cơ đốt trong hỗn hợp khí ở áp suất 1atm, nhiệt độ 470C có thể tích 40dm3. Tính nhiệt độ của khí sau khi nén? Biết thể tích sau khi nén là 5dm3, áp suất 15atm ĐS: 3270C. Bài 16: Một bình chứa khí ở 270C và áp suất 3at. Nếu nửa khối lượng khí thoát ra khỏi bình và bình hạ nhiệt độ xuống 170C thì khí còn lại có áp suất bao nhiêu? 05/03/2009. 3 Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> THPT.Bỉm Sơn. NHIỆT HỌC: VL10_NC. PV   RT1  1 P2 T2   P2  1, 45atm HD: Áp dụng pt Cla-pê- rôn có:    P1 2T1 PV  RT2  2 2  Bài 17: Cho ba bình thể tích v1 = v, v2 = 2v, v3 = 3v thông nhau, cách nhiệt đối với nhau. Ban đầu các bình T chứa khí ở cùng nhiệt độ T0 và áp suất p0. Sau đó, người ta hạ nhiệt độ bình 1 xuống T1 = 0 , nâng nhiệt 2 độ bình 2 lên T2 = 1,5T0, nâng nhiệt độ bình 3 lên T3 = 2 T0. Tình áp suất khí trong các bình theo p0. P V  V  V  6 PV HD: Số Mol khí có trong cả 3 bình là   0 1 2 3  0 RT0 RT0 Sau khi biến đổi, áp suất trong các bình là như nhau và số Mol khí trong mỗi bình là: PV3 3PV PV 2 PV PV2 2 PV 1  1  ; 2   ; 3   RT1 RT0 RT2 1,5 RT0 RT3 2 RT0 Mà    1  2  3  P  1, 44 P0 Bài 18: Hai bình có thể tích v1 = 31, v2 = 4l thông nhau bằng ống nhỏ có khóa. Ban đầu khóa đóng, người ta bơm vào bình 1 khí Hêli ở áp suất p1 = 2at, bình 2 khi Argon ở áp suất p2 = 1at. Nhiệt độ trong hai bình nh­ nhau. Më khãa, tÝnh ¸p suÊt cña hçn hîp khÝ. HD: Áp dụng đl Đantôn P '  P1'  P2' Mà nhiệt độ không đổi nên:. ' PV 1 1  P1 V1  V2 .  P' . PV 1 1  PV 2 2  1, 428atm V1  V2. PV 2 2  P V1  V2  Bài 19. Pittông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 1 atm vào bình chứa khí có thể tích 2m3. Tính nhiệt độ khí trong bình khi pittông thực hiện dược 1000 lần nén. Biết áp suất lúc đó là 2,1 atm. ĐS: 420C. Bài 20 Áp suất khí trong xy lanh của một động cơ vào cuối kỳ nén là bao nhiêu? Biết trong quá trình nén, nhiệt độ tăng từ 500C đến 2500C; thể tích giảm từ 0,75 lít đến 0,12 lít. Áp suất ban đầu là 8.104 N/m2 ĐS: 80,96. 104 N/m2. Bài 21. Một lượng khí ở áp suât 1atm, nhiệt độ 270C chiếm thể tích 5 lít. Biến đổi đẳng tích tới nhiệt độ 3270C, rồi sau đó, biến đổi đẳng áp lượng khí này, biết nhiệt độ trong quá trình đẳng áp tăng 1200C Tìm áp suất và thể tích khí sau khi biến đổi. ĐS: 2atm; 6 lít. Bài 22. Một áp kế hình trụ, có tiết diện S = 10cm2 có dạng (hv). Lò xo có độ cứng K = 100N/m. Píttong có khối lượng 2,5kg. Bên trong chứa 0,02g khí H2 ở áp suất khí quyển. Bỏ qua mọi ma sát. Lấy g = 10m/s2 m a. Đặt thẳng đướng, lò xo bị nén 2cm, nhiệt độ 270C. Tính chiều dài tự nhiên lò xo? b. Tăng nhiệt độ lên đến gín trị nào để lò xo có chiều dài tự nhiên?. b. Tăng nhiệt độ lên đến 370C mà độ biến dạng lò xo vẫn không đổi. Tính lượng khí đã bị dò K ra ngoài? ĐS: a. K l  PS  P0 S  mg  P  1, 243.105 Pa ' 2. Áp dụng pt Cla-pê- rôn PV   RT  V  24,93.105 m3  l  V / S  24,93cm  l0  l  l  26,93cm. 05/03/2009. 4 Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(5)</span>