Bài 31.9,31.10,31.11,31.12 trang 73 SBT Vật lí 10

Câu hỏi:

31.9​

Một bình cầu dung tích 20 lít chứa ôxi ở nhiệt độ 16°C và áp suất 100 atm. Tính thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn. Tại sao kết quả tìm được chỉ là gần đúng ?
Phương pháp giải:
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Lời giải chi tiết:
V0​ ≈ 1,889 lít. Vì áp suất quá lớn nên khí không thể coi là khí lí tưởng. Do đó kết quả tìm được chỉ là gần đúng.

31.10​

Người ta bơm khí ôxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5 000 lít. Sau nửa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24°C và áp suất 765 mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây. Coi quá trình bơm diễn ra một cách đều đặn.
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức:
- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

- Khối lượng riêng 
Lời giải chi tiết:
Sau t giây khối lượng khí trong bình là m = ρΔVt = ρV
Với ρ là khối lượng riêng của khí; ΔV là thể tích khí bơm vào sau mỗi giây và V là thể tích khí bơm vào sau t giây
(1)
Với và
Thay V và V0​vào (1) ta được:  
Lượng khí bơm vào sau mỗi giây là:

31.11​

Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10°C, trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính thể tích của lượng không khí đã ra khỏi phòng và khối lượng không khí còn lại trong phòng.
Phương pháp giải:
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Lời giải chi tiết:
Lượng không khí trong phòng ở trạng thái ban đầu (điều kiện chuẩn):
p0​ = 76 cmHg; V0​ = 5.8.4 = 160 m3​; T0​ = 273 K
Lượng không khí trong phòng ở trạng thái 2:
p2​ = 78 cmHg; V2​ ; T2​ = 283 K
Ta có  
Thể tích không khí thoát ra khỏi phòng
ΔV = V2​ – V1​ = 161,6 – 160 = 1,6 m3​.
Thể tích không khí thoát ra khỏi phòng tính ở điều kiện chuẩn là:

=>  
Khối lượng không khí còn lại trong phòng:
m’ = m – Δm = V0​ρ0​ – ΔV0​ρ0​ = ρ0​(V0​ – ΔV0​)
m’ ≈ 204,84 kg.

31.12​

Một xilanh có pit-tông cách nhiệt đặt nằm ngang. Pit-tông ở vị trí chia xilanh thành hai phần bằng nhau, chiều dài của mỗi phần là 30 cm. Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17°C và áp suất 2 atm. Muốn pit-tông dịch chuyển 2 cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu độ? Áp suất của khí khi pit-tông đã dịch chuyển là bao nhiêu ?
Phương pháp giải:
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Lời giải chi tiết:
Đối với phần khí bị nung nóng:
+ Trạng thái đầu: p1​; V1​ = lS; T1​ (1)
+ Trạng thái cuối: p2​; V2​ = (l + Δl)S; T2​ (2)
Đối với phần khí không bị nung nóng:
+ Trạng thái đầu: p1​; V1​ = lS; T1​ (1)
+ Trạng thái cuối: p’2​; V’2​ = (l - Δl)S; T’2​ = T1​ (2)
Ta có:  
Vì pit-tông ở trạng thái cân bằng nên p’2​ = p2​. Do đó

=>  
Vậy phải đun nóng khí ở một bên lên thêm ΔT độ:

Vì nên:

Thay số vào ta được: