Bài 7. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng trang 48, 49, 50 Vật lý 12 Chân trời sáng tạo: Hình 7.1 cho thấy một người đang bơm xe đạp...

Câu hỏi:

Hình 7.1 cho thấy một người đang bơm xe đạp, mỗi động tác đẩy pit-tông xuống ứng với một lượng không khí đang được đưa vào trong săm xe. Trong quá trình bơm, tất cả các thông số trạng thái: thể tích, áp suất, nhiệt độ và cả lượng không khí trong săm xe thay đổi. Sự thay đổi của các thông số này tuân theo quy luật nào?

Hướng dẫn giải :

Vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học

Lời giải chi tiết :

Tuân theo phương trình trạng thái khí lí tưởng

Câu hỏi:

Quan sát Hình 7.2, thảo luận và thực hiện các nhiệm vụ sau:

a) Khối khí biến đổi trạng thái (1) → (1′) theo quá trình nào? Viết biểu thức liên hệ giữa p₁, V₁ và p₂ ,V₂

b) Khối khí biến đổi trạng thái (1’) → (2) theo quá trình nào? Viết biểu thức liên hệ giữa V’, T₁ và V₂, T₂

c) Từ hai biểu thức ở câu a và b, thiết lập mối liên hệ giữa p₁, V₁, T₁, và p₂, V₂, T₂

Lời giải chi tiết :

a) Khối khí biến đổi trạng thái (1) → (1′): quá trình đẳng nhiệt. p₁V₁ = p₂V₂

b) Khối khí biến đổi trạng thái (1’) → (2): quá trình đẳng áp. \(\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}\)

Câu hỏi:

Kết quả câu thảo luận 1 có thay đổi không nếu cho khối khí biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 thông qua trạng thái trung gian 1″ theo trình tự: biến đổi đẳng áp sau đó biến đổi đẳng nhiệt

Hướng dẫn giải :

Dự đoán kết quả

Lời giải chi tiết :

Kết quả câu thảo luận 1 có thay đổi nếu cho khối khí biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 thông qua trạng thái trung gian 1″ theo trình tự: biến đổi đẳng áp sau đó biến đổi đẳng nhiệt

Câu hỏi:

Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng, thiết lập mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khí trong quá trình đẳng tích. Vẽ phác đồ thị đường đẳng tích trong hệ toạ độ V- T.

Hướng dẫn giải :

Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng, thiết lập mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khí trong quá trình đẳng tích

Lời giải chi tiết :

Câu hỏi:

Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất tiêu chuẩn do nhà sản xuất công bố là 2,3 bar ứng với nhiệt độ 25 °C (1 bar = 10⁵ Pa). Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 50 °C. Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này.

(Coi gần đúng thể tích của lốp xe không đổi trong suốt quá trình nóng lên)

Hướng dẫn giải :

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng

Lời giải chi tiết :

\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {p_2} = 5,43bar\)

Câu hỏi:

Hình 7.4 là hình ảnh một bình xịt côn trùng. Vì sao người ta đưa ra khuyến cáo "Không được ném bình vào lửa ngay cả khi đã dùng hết”?

Hướng dẫn giải :

Vận dụng kiến thức thực tế của bản thân

Lời giải chi tiết :

- Khuyến cáo "Không được ném bình vào lửa ngay cả khi đã dùng hết” nhằm nâng cao ý thức của người dân về nguy cơ tiềm ẩn của việc ném bình xịt vào lửa.

- Giúp bảo vệ an toàn cho bản thân, gia đình và cộng đồng.

- Bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm.

Câu hỏi:

Người ta nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27 °C, áp suất 1 atm để thể tích của khí chỉ còn 4 lít. Vì nén nhanh nên khí bị nóng lên đến 60 °C. Áp suất khối khí sau khi nén là

A. 2,78 atm.

B. 2,25 atm.

C. 5,56 atm.

D. 1,13 atm.

Hướng dẫn giải :

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng

Lời giải chi tiết :

Đáp án A

Câu hỏi:

Sử dụng một cái bơm đế bơm không khí vào quả bóng đá có bán kính khi bơm căng là 11 cm.

Mỗi lần bơm đưa được 0,32 lít khí ở điều kiện 1 atm vào bóng. Giả thiết rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí và nhiệt độ không đổi trong quá trình bơm. Hỏi sau 35 lần bơm thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải :

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng

Lời giải chi tiết :

\(V = 35.V = 35.3,{2.10^{ - 4}} = 1,{12.10^{ - 2}}{m^3}\)

\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow {p_2} = \frac{{{p_1}{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{1.3,{{2.10}^{ - 4}}}}{{1,{{12.10}^{ - 2}}}} = 0,286atm\)

Câu hỏi:

Giác hơi là một kỹ thuật chữa bệnh trong đông y để điều trị các bệnh do nguyên nhân hàn (lạnh) gây ra như: đau bụng, lưng, vai, gáy, cổ,... Trong giác hơi khô (Hình 7P.1), không khí bên trong những chiếc cốc thủy tinh được đốt nóng bằng que lửa, sau đó úp nhanh cốc lên vùng đau của người bệnh. Theo quan điểm của đông y, giác hơi giúp thải các độc tố tích tụ dưới lỗ chân lông ra khỏi cơ thể. Giải thích tại sao vùng da bên trong các cốc lại bị lỗi lên, từ đó có thể giải phóng các độc tố khỏi cơ thể, làm người bệnh giảm đau và đỡ mỏi hơn.

Hướng dẫn giải :

Vận dụng kiến thức thực tế của bản thân

Lời giải chi tiết :

- Khi úp cốc thủy tinh nóng lên da, không khí bên trong cốc bị nung nóng và nở ra tạo ra áp suất thấp trong cốc.

- Áp suất thấp này làm cho da bị kéo căng và lỗ chân lông mở rộng.

- Đồng thời, mao mạch máu dưới da bị vỡ do áp suất thấp, dẫn đến hiện tượng da bị lỗi lên.