Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

I. Định luật gay - lussac

Trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi), thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí nhất định tỉ lệ thuận với nhau.

= hằng số

* Đường đẳng áp:

Là đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi. Trong hệ tọa độ (V, T) đường đẳng áp là một đường thẳng nếu kéo dài sẽ qua gốc tọa độ O.

II. Phương trình trạng thái

Xét một lượng khí nhất định biến đổi từ trạng thái 1 (p₁; V₁; T₁) sang trạng thái 2 (p₂; V₂; T₂) theo 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Biến đổi đẳng tích từ trạng thái 1 sang trạng thái trung gian 1’ (p’₁; V₁; T₂). Áp dụng định luật Charles, ta có:   ⇒ (1)

+ Giai đoạn 2: Biến đổi đẳng nhiệt từ trạng thái 1’ sang trạng thái 2. Áp dụng định luật Boyle – Mariotte, ta có:

 p^’₁V₁ = p₂V₂     (2)

Thế (1) vào (2), ta được:

⇔ hay = hằng số

III. Phương trình clapeyron - mendeleev

Xét một lượng khí xác định có khối lượng m, khối lượng mol μ , ở trạng thái bất kì (p,V, T).

Phương trình Clapeyron - Mendeleev:

Với R = 8,31 J/mol.K, gọi là hằng số của các khí.

Bài tập luyện tập phương trình trạng thái của khí lí tưởng của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1. Quá trình biến đổi trạng thái của chất khí trong đó áp suất của khối khí được giữ không đổi là quá trình

A. đẳng áp.

B. đẳng nhiệt.

C. đẳng tích. 

D. đoạn nhiệt.

Câu 2. Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị của áp suất?

A. N/m². 

B. at.

C. J. 

D. mmHg.

Câu 3. Cho đồ thị p – T biểu diễn hai đường đẳng tích của cùng một khối khí xác định như hình vẽ. Kết luận nào sau đây biểu diễn đúng mối quan hệ về thể tích V₁ và V₂?

A. V₁ > V₂.                     

B. V₁ < V₂.

C. V₁ = _V2.

D. V₁ ≥ V₂.

Câu 4. Ở 27^oC thể tích của một lượng khí là 6 lít. Thể tích của lượng khí đó ở 227^oC khi áp suất không đổi là

A. 8 lít.

B. 50 lít.

C. 15 lít.

D. 10 lít.

Câu 5. Ở nhiệt độ không đổi, dưới áp suất 1 atm, một lượng khí có thể tích 10 lít. Thể tích của lượng khí đó dưới áp suất 5 atm là

A. 8 lít.

B. 50 lít.

C. 2 lít.

D. 10 lít.

Câu 6. Một xi lanh chứa 100 cm³ không khí ở nhiệt độ 27^oC và áp suất 10⁵ Pa. Khi không khí trong xilanh bị nén xuống còn 20 cm³ và nhiệt độ tăng lên tới 327^oC thì áp suất của không khí trong xi lanh là

A. 7.105 Pa.

B. 2,5.105 Pa.

C. 4,1.105 Pa.

D. 106 Pa.

Câu 7. Có 15 g khí chiếm thể tích 4 lít ở 7^oC. Sau khi nung nóng đẳng áp, khối lượng riêng của khí là là 1,5 g/lít. Nhiệt độ của khí sau khi nung là

A. 427^oC.

B. 500^oC.

C. 400^oC.

D. 700^oC.

Câu 8. Nén đẳng nhiệt một khối khí từ thể tích 6 lít đến thể tích 4 lít thì thấy áp suất của khí biến đổi một lượng 0,75 at. Áp suất ban đầu của khí là

A. 3 at.                              B. 2,5 at.                           C. 9 at.                             D. 1,5 at.

Câu 9. Đun nóng đẳng áp một khối khí từ 27^oC đến 30^oC thì thể tích của khối khí tăng thêm

A. 2%.

B. 1%

C. 11%.

D. 10%.

Câu 10. Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 27^oC và dưới áp suất 0,6 atm. Khi đèn sáng, áp suất khí trong bóng đèn là 1 atm và không làm vỡ bóng đèn. Coi dung tích của bóng đèn không đổi. Nhiệt độ khí trong bóng đèn khi đèn sáng là

A. 227^oC.

B. 500^oC.

C. 30^oC.

D. 273^oC.

Hướng dẫn giải bài tập luyện tập phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Giáo viên biên soạn: Nguyễn Văn Sơn

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến