CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG

CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG

A. Phương pháp giải bài tập về phương trình trạng thái khí lý tưởng.
- Liệt kê ra 2 trạng thái 1 ( p1,V1,T1) và 2 (p2,V2,T2).
- Áp dụng phương trình trạng thái:


* Chú ý: luôn đổi nhiệt độ toC ra T(K).
T (K) = 273 + to C
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Trong xilanh của một động cơ có chứa một lượng khí ở nhiệt độ 47o C và áp suất 0,7 atm.
a. Sau khi bị nén thể tích của khí giảm đi 5 lần và áp suất tăng lên tới 8atm. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình nén?
b. Người ta tăng nhiệt độ của khí lên đến 273oC và giữ pit-tông cố định thì áp suất của khí khi đó là bao nhiêu?
Giải

a. Tính nhiệt độ T2.

TT1 TT2
P1 = 0,7atm P2 = 8atm
V1 V2 = V1/5
T1 = 320K T2 = ?

Áp dụng PTTT khí lý tưởng,
Ta có:


b. Vì pít- tông được giữ không đổi nên đó là quá trình đẳng tích:
Theo định luật Sác – lơ, ta có:


Bài 2: Tính khối lượng riêng của không khí ở 100oC , áp suất 2.105 Pa. Biết khối lượng riêng của không khí ở 0oC, áp suất 1.105 Pa là 1,29 Kg/m3?
Giải
- Ở điều kiện chuẩn, nhiệt độ To = 273 K và áp suất po = 1,01. 105 Pa
1kg không khí có thể tích là
Vo =
=
= 0,78 m3
Ở điều kiện T2 = 373 K, áp suất p2 = 2. 105 Pa, 1kg không khí có thể tích là V2,
Áp dụng phương trình trạng thái,
Ta có:


V2 =
= 0,54 m3
Vậy khối lượng riêng không khí ở điều kiện này là
2 =
= 1,85 kg/m3
Bài 3: nếu thể tích của một lượng khí giảm đi 1/10, áp suất tăng 1/5 và nhiệt độ tăng thêm 160C so với ban đầu. Tính nhiệt độ ban dầu của khí.
Giải
TT1: p1, V1, T1
TT2: p2 = 1,2p1, V2 = 0,9V1, T2 = T1 +16
Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng:

Bài 4: pít tông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ
và áp suất 1 atm vào bình chưa khí ở thể tích 2m3. tính áp suất của khí trong bình khi phít tông đã thực hiện 1000 lần nén. Biết nhiệt độ trong bình là
.
Giải
TT1 TT2
p1 = 10atm p2 =?
V1 = nV = 1000.4 = 4000l V2 = 2m3 = 2000l
T1 = 300K T2 = 315K
Áp dụng phương trình trạng thái:


Bài 5: trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm3 hỗn hợp khí dưới áp suất 1 atm và nhiệt độ 470C. Pít tông nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn 0,2 dm3 và áp suất tăng lên tới 15 atm. Tính hỗn hợp khí nén.
Giải
TT1TT2
p1 = 1atm p2 =15atm
V1 = 2dm3 V2 = 0,2 dm3
T1 = 320K T2 ?
Áp dụng phương trình trạng thái:



C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM:
Câu hỏi 1: Cho đồ thị thay đổi trạng thái như hình bên. Nó được vẽ sang hệ
trục p – V thì chọn hình nào dưới đây:





Câu hỏi 2: Hai quá trình biến đổi khí liên tiếp cho như hình vẽ bên. Mô tả nào sau đây
về hai quá trình đó là đúng:
Nung nóng đẳng tích sau đó dãn đẳng áp B. Nung nóng đẳng tích sau đó nén đẳng áp
C. Nung nóng đẳng áp sau đó dãn đẳng nhiệt D. Nung nóng đẳng áp sau đó nén đẳng nhiệt
Câu hỏi 3: Hai quá trình biến đổi khí liên tiếp cho như hình vẽ câu hỏi 2. Thực hiện quá trình nào duy nhất để từ trạng thái 3 về trạng thái 1:
Nén đẳng nhiệt B. dãn đẳng nhiệt C. nén đẳng áp D. dãn đẳng áp
Câu hỏi 4: Một bình kín chứa một mol khí Nitơ ở áp suất 105N/m2, nhiệt độ 270C. Thể tích bình xấp xỉ bao nhiêu?
2,5 lít B. 2,8 lít C. 25 lít D. 27,7 lít
Câu hỏi 5: Một bình kín chứa một mol khí Nitơ ở áp