Định luật Charles và Quá trình Đẳng áp trong Nhiệt động học môn Vật lý đại cương 2 | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

 Quá trình đẳng áp:
 Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi áp suất được giữ không đổi.
 Nghiên cứu của Charles:
 Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) là nhà vật lý, nhà hóa h c ọ người Pháp. Ông n i ổ tiếng
nhờ đinh luật mang tên mình, Định luật Charles.
 Năm 1787, Charles đã dùng thực nghiệm để nghiên cứu sự thay đổi thể tích theo nhiệt độ c a ủ m t kh ộ ối
lượng khí xác định trong quá trình đẳng áp.
 Làm thí nghiệm với các chất khí khác nhau, ông nhận thấy rằng khi tăng nhiệt độ khí từ t = 0 C tới 0
tC đồng thời giữ Áp suất không đổi thì độ tăng thể tích của một đơn vị thể tích khí khi được 0 tăng thêm một 0
đơn vị nhiệt độ của các chất khí khác nhau đều bằng nhau và bằng 1, ta có VV 1. −= 273 V t 273 0  0  Trong đó
V là thể tích khí ở nhiệt độ 0 C. 0 0
V là thể tích khí ở nhiệt độ t C. 0 t
 là độ tăng nhiệt độ của khí. 1  Nếu kí hiệu thì = (+ ) vì t  = t − t nên V = V (1+ t  ) = 273 V V 1 t , 0 0 0
 Đồ thị biểu diễn sự ph thu ụ c c ộ a th ủ
ể tích V theo nhiệt độ c v Celsius đượ ẽ như hình dưới đây Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA V V0 -273 C o 0oC t(0C)
 Từ đồ thị ta thấy đường biểu diễn không đi qua gốc toạ độ chứng tỏ thể tích V của khí không tăng tỉ lệ
thuận với nhiệt độ Celsius
 Đồ thị biểu diễn sự ph thu ụ c c ộ a th ủ
ể tích V theo nhiệt độ Kelvin được vẽ như hình dưới đây. V V273 0 273 t0(K)
 Từ đồ thị ta thấy đường biểu diễn (kéo dài) đi qua c
gố toạ độ chứng tỏ thể tích V của khí tăng tỉ lệ
thuận với nhiệt độ Kelvin
 Định lu t Charles: ậ
 Khi áp suất của một khối lượng khí xác định được giữ không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận ớ v i nhiệt độ tuyệt đối. Vhang so hoac VV
Biểu thức định luật Charles 12 == T 1 T 2T
 Đường đẳng áp:
 Đường biếu diễn sự biến thiên c a th ủ
ể tích theo nhiệt độ tuyệt i đố khi áp suất không i đổ gọi là đường đẳng áp.
 Dạng đường đẳng áp trong hệ toạ độ OVT đường đẳng tích là đường O thẳng kéo dài đi qua g c ố toạ độ. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA V  pp p 21 1 p2 O (0 TK )
 Dụng cụ thí nghiệm:  Xi lanh thu
ỷ tinh dung tích 50 ml, có độ chia nhỏ nhất 1 ml (1).
 Nhiệt kế điện tử (2).
 Ba cố thuỷ tinh (3), (4), (5).
 Nút cao su để bịt đầu ra c a xi lanh. ủ  thí nghi Giá đỡ ệm (6).
 Nước đá, nước ấm, nước nóng.  Dầu bôi trơn.
 Tiến hành thí nghiệm:
 Bước 1: Cho m t
ộ chút dầu bôi trơn vào pit-tông để pit-tông dễ dàng di chuyển trong xi xanh. Điều
chỉnh pit-tông ở mức 30 ml, bịt đầu ra c a xi lanh b ủ ằng nút cao su.
 Bước 2: Ghi giá tr
ị nhiệt độ phòng và thể tích không khí trong xi lanh vào vở.
 Bước 3: Đổ nước đá vào cốc (3).
 Bước 4: Nhúng xi lanh và nhiệt kế vào c c.
ố Sau khoảng thời gian 3 phút, ghi giá trị thể tích V của
không khí trong xi lanh vào nhiệt độ t vào bảng s ố liệu.  Bước 5: L
ần lượt đổ nước ấm vào cốc (4) và nước nóng vào cốc (5).
 Thực hiện tương tự bước 4 ở mỗi trường hợp.
 Kết quả thí nghiệm: Lần thí nghiệm t(0C) T(0K) V (ml) Tỉ s V/T ố 1 24,5 297,5 30 0,100 2 0,5 273,5 27 0,099 3 41,5 314,5 33 0,105 4 59,3 332,3 35 0,015 V
 Từ bảng số liệu ta thấy tỉ s ố
xấp xĩ bằng nhau và bằng hằng số. T Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA
Đồ thị mối quan hệ V, T trong quá trình đẳng áp
 Các định luật Boyle và Charles được rút ra từ những thí nghiệm thực hiện trong điều kiện áp suất không
vượt quá 106 Pa, nhiệt độ không dưới 200K.
 Các thí nghiệm thực hiện trong điều kiện áp suất rất cao và nhiệt
độ rất thấp cho kết quả không phù
hợp với các định luật trên.
 Để phân biệt khí lí tưởng và khí thực người ta định nghĩa khí lí tưởng là khí tuân theo đúng các định luật Boyle và Charles.
 Tuy nhiên, sự khác biệt giữa khí lí tưởng và khí thực không lớn ở điều kiện bình thường về áp suất và nhiệt độ nên ngườ
i ta vẫn có thể áp dụng các định luật cho khí thực nếu như không cần độ chính xác cao.
 Năm 1801, John Dalton (1766 – 1844) phát hiện một tính chất của chất khí và phát biểu thành định
luật Dalton được phát biểu như sau “Ở một nhiệt độ và thể tích xác
định, áp suất toàn phần của một hỗn hợp khí g m
ồ các khí không phản ứng hoá h c
ọ với nhau bằng tổng áp suất riêng phần c a ủ m i ỗ khí thành phần có trong h n h ỗ ợp đó. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN
Câu 1: Công thức của định luật Charles là A. pconst. T= B. pV= const. C. Vconst. T= D. pV const. T= Hướng dẫn giải Định luật Charles Vconst. T=
Câu 2: Cho đồ thị hai đường đẳ
ng áp của cùng một khối khí xác định như hình vẽ. V p1 p2 T 0
Đáp án nào sau đây đúng? A. B. C. D. 1 p 2 p . 1 p 2 p . 1 p 2= p . 1 p 2 p . Hướng dẫn giải Trong hệ tọa đ ộ V
: T, đường đẳng áp của cùng một lượng khí nhưng ở các áp suất khác nhau thì đường
nào ở trên sẽ có áp suất nh
ỏ hơn so với đường ở phía dưới. Do đó p  p . 12
Câu 3: Trên đồ thị (V,T) (xem hình vẽ bên)
vẽ bốn đường đẳng áp c a cùng m ủ
ột lượng khí. Đường ứng với áp suất cao nhất là A. p. B. p. C. p. D. p. 1 2 3 4 Hướng dẫn giải
Dựa vào đồ thị thì thứ tự các đương đ ẳng áp như sau 1 p p 23p4 p
do đó đường ứng với áp suất 1p là lớn nhất.
Câu 4: Công thức nào sau đây là phù hợp với quá trình đẳng áp? A. p = const. B. pV = const. C. V = const. D. pV = const. T T T Hướng dẫn giải
Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái trong đó áp suất không đổi. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA Công th V VV ức 12 V: T  = const = . T T T 12
Câu 5: Đối với một khối lượng khí xác định, quá trình đẳng áp là quá trình
A. nhiệt độ không đổ i, thể tích tăng.
B. nhiệt độ không đổ i, thể tích giảm.
C. nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ
lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
D. nhiệt độ giảm, thể tích tăng tỉ
lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối. Hướng dẫn giải
Trong quá trình đẳng áp, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 6: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị như hình vẽ V (2) (1) 0 T
quá trình biến đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 là quá trình A. đẳng áp.
B. đẳng nhiệt.
C. bất kì không phải đẳng quá trình. D. đẳng tích. Hướng dẫn giải
Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 có dạng là một đường thẳng ta biểu diễn m V
ối quan hệ giữa V và T dưới dạng V co = nst.T  = const T Biểu thức Vconst T=
là biểu thức biểu diễn quá trình biến đổi đẳng áp từ trạng thái 1 sang trạng thái 2.
Câu 7: Đối với một lượng khí xác định, quá trình nào sau đây là đẳng áp?
A. Nhiệt độ tuyệt đối không đổi, thể tích tăng.
B. Nhiệt độ tuyệt đối tăng, thể tích tăng tỉ
lệ thuận với nhiệt độ.
C. Nhiệt độ tuyệt đối giảm, thể tích tăng tỉ
lệ nghịch với nhiệt độ .
D. Nhiệt độ tuyệt đối không đổi, thể tích giảm. Hướng dẫn giải
Đối với một khối lượng khí xác định quá trình đẳng áp là quá trình biến i
đổ trạng thái mà áp suất không đổi. Ta có Vconst T=
nên nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA
Câu 8: Nếu đồ thị hình bên biểu diễn quá trình đẳng áp y 0 x
thì hệ tọa độ (y, x) là hệ tọa độ A. (p,)T . B. (p,)V .
C. (p,)T hoặc (p,)V .
D. đồ thị đó không thể biểu diễn quá trình đẳng áp. Hướng dẫn giải
Quá trình đẳng áp ta có với mọi giá trị của thể tích thì áp suất không thay đổi. Đồ thị ệ
trên h tọa độ (y;)x là một đường thẳng song song với tr c Ox có d ụ ạng y = const Để đồ
thị biểu diễn quá trình đẳng áp thì đồ thị ả
ph i là hệ tọa độ (p,T)hoặc (p,V).
Câu 9: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị như hình vẽ p (2) (1) 0 T
quá trình biến đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 là quá trình A. đẳng tích.
B. đẳng áp. C. đẳng nhiệt.
D. bất kì không phải đẳng quá trình. Hướng dẫn giải Đồ thị hàm số ậ
b c nhất trong chương trình toán 8 là y= a
 x (a )0 với a là hằng s
ố có dạng một đường
thẳng đi qua gốc tọa độ. Đồ thị ệ trên h tọa
độ (p, T) là một đường thẳng có dạng p p co
= nst.T  =const biểu diễn quá trình biến T
đổi trạng thái đẳng tích từ trạng thái 1 đến trạng thái 2.
Câu 10: Nguyên nhân cơ bản gây ra áp suất của chất khí là do
A. chất khí thường có khối lượng riêng nhỏ .
B. chất khí thường có thể tích lớ n.
C. khi chuyển động, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình.
D. chất khí thường được đựng trong bình.
Câu 11: Một lượng khí lí tưởng biến đổi theo một quá trình được biểu diễn trong hệ toạ độ (V,T) bằng một đoạn thẳng có đườ ố
ng kéo dài qua g c tọa độ. Trong quá trình đó nhiệt độ tuyệt đối T Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA A. là hằng s . ố
B. luôn luôn tăng.
C. tỉ lệ với thể tích khí.
D. tỉ lệ với bình phương thể tích khí. Hướng dẫn giải
Khi một lượng khí lí tưởng biến đổi theo một quá trình được biểu diễn trong hệ toạ độ (V,T) bằng một đoạn
thẳng có đường kéo dài qua gốc tọa độ đây là quá trình đẳ ng áp.
Câu 12: Khi làm nóng kh i khí ố
lí tưởng bằng quá trình đẳng áp, tỉ số nào sau đây là không đổi (n là mật độ phân tử khí)? A. n. B. n. C. p. D. V. p T T T Hướng dẫn giải Vì v V ới p = hằng s thì ố không đổi. T
Câu 13: Định luật đượ Charles
c áp dụng trong quá trình A. áp suất c a kh ủ
ối khí không đổi.
B. khối khí giãn nở tự do.
C. khối khí không có sự trao đổi nhi ng v ệt lượ ới bên ngoài.
D. khối khí đựng trong bình kín và bình không giãn nở nhiệt. Hướng dẫn giải VV
Định luật Charles là định luật áp dụng quá trình đẳng áp 12= . TT 12
Câu 14: Định luật Charlescho biết hệ thức liên hệ giữa
A. thể tích và áp suất khí khi nhiệt độ không i. đổ
B. áp suất và nhiệt độ khi thể tích không đổi.
C. thể tích và nhiệt độ khi áp suất không đổi.
D. thể tích, áp suất và nhiệt độ của khí lí tưởng. Hướng dẫn giải VV
Định luật Charles là định luật áp dụng quá trình đẳng áp 12= . TT 12
Câu 15: Nguyên nhân cơ bản nào sau đây gây ra áp suất của chất khí?
A. Do chất khí thường có khối lượng riêng nhỏ .
B. Do chất khí thường có thể tích lớn.
C. Do khi chuyển động, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình.
D. Do chất khí thường được đựng trong bình. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA
Câu 16: Quá trình biến i đổ trạng thái c a
ủ một lượng khí lí tưởng trong đó áp suất tỉ lệ thuận với thể tích là quá trình A. đẳng nhiệt. B. đẳng tích. C. đẳng áp. D. khác. Hướng dẫn giải
Quá trình đẳng nhiệt áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Quá trình đẳ tích V không đổ ng
i, áp suất tỉ lê thuận tới nhiệt độ tuyệt đối.
Quá trình đẳng áp thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Nên quá trình biến i đố trạng thái c a m ủ t
ộ chất khí có áp suất tỉ lệ thuận với thể tích là m t ộ quá trình khác chứ ả
không ph i một trong 3 đẳng quá trình.
Câu 17: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị như hình vẽ quá trình biến đổi từ trạng thái 1
đến trạng thái 2 là quá trình A. đẳng tích. B. đẳng áp. C. đẳng nhiệt.
D. bất kì không phải đẳng quá trình.
Câu 18: Đồ thị nào sau đây phù hợp với quá trình đẳng áp? p V p V V t(0C) V T(K) O -273 O O Hình a Hình b Hình c Hình d A. Hình b. B. Hình d. C. Hình a.
D. Hình c.
Câu 19: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị như hình vẽ quá trình V (2)
biến đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 là quá trình A. đẳng tích. B. đẳng áp. (1) 0 C. đẳng nhiệt.
D. bất kì không phải đẳng quá trình. T
Câu 20: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị như hình vẽ quá trình p bi (2)
ến đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 là quá trình A. đẳng tích. B. đẳng áp. (1) C. 0 đẳng nhiệt.
D. bất kì không phải đẳng quá trình. T
Câu 21: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị như hình vẽ quá trình p (2)
biến đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 là quá trình (1) A. đẳng tích. B. đẳng áp 0 V Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA C. đẳng nhiệt.
D. bất kì không phải đẳng quá trình.
Câu 22: Cho đồ thị biến đổi trạng thái của một lượng khí lí tưởng từ 1 đến 2. p p2 = 3p1/2 (2) p T 1 2 (1) T1 0 V1 V2 = 2V V
Nhiệt độ T2 bằng bao nhiêu lần nhiệt độ T1? A. 1,5. B. 2. C. 3. D. 4.
Câu 23: Một khối khí ban đầu có các thông số trạng thái là p0, V0, T0. Biến đổi đẳng áp đến 2V0 sau đó nén đẳng nhiệt về thể
tích ban đầu. Đồ thị nào sau đây diễn tả đúng quá trình trên? p p p 2p0 2V V 0 p0 p0 V P0 0 0 0 0 V0 2V0 V T0 0 T 0 0 0 V0 2V0 V A. B. C. D.
Câu 24: Một khối khí thay đổi trạng thái như đồ thị biểu diễn. Sự biến đổi khí trên trải qua hai quá trình nào?
A. Nung nóng đẳng tích rồi nén đẳng nhiệt. B. V
Nung nóng đẳng tích rồi dãn đẳng nhiệt. p (2) 0 2p0
C. Nung nóng đẳng áp rồi dãn đẳng nhiệt. (1) p0 (3)
D. Nung nóng đẳng áp rồi nén đẳng nhiệt. 0 T0 Câu 25: Ở nhiệt độ 0 273 C, thể tích c a
ủ một lượng khí là 10 lít. Thể tích lượng khí đó ở 0
546 C khi áp suất khí không đổi nhận giá trị là A. 5 lít. B. 10 lít. C. 15 lít. D. 20 lít. Hướng dẫn giải Ta có V V 10 V 15 lit. 1 2 2 2 =  =  = T T 546 819 12
Câu 26: Một bình có dung tích 3
V =15 cm chứa không khí ở nhiệt độ o
t = 177 C . Làm lạnh không khí trong 1 bình đến nhiệt độ o t = 27 C 2
. Cho biết dung tích bình thay đổi theo sự thay đổi nhiệt c độ a không khí và áp ủ
suất khí trong bình không đổi. Độ biến thiên thể tích của bình là Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA A. 2,3 cm3. B. 5 dm3. C. 5 cm3. D. 2,3 dm3. Hướng d n gi ẫ ải
Áp dụng phương trình đẳng áp 1 V 2V 15 V 2V 10 dm 2 V V V 3315 1 1 20 5 dm . =  =  =   = − = − = T T 177 27 + 3 + 27 273 12
Câu 27: Một xy lanh chứa khí được đây kín bằng m t
ộ pít tông nhẹ có khối lượng không đáng kể, pít tông có
thể trượt không ma sát trong xy lanh ở o
27 C khí chiếm thể tích là 3
3 dm ,khi nhiệt độ tăng lên o 37 C khi giãn
nở đẩy pít tông làm áp suất không đổi. Thể tích khí trong xy lanh lúc này nhận giá trị là A. 3 4,1 dm . B. 3,1 lít. C. 2,9 lít. D. 3 3,1 m . Hướng dẫn giải Áp d V V 3V V 3,1 dm 3,1 lit
ụng phương trình đẳng áp 1 2 2 2 3 =  =  = = T T 27 27 + 3 + 37 273 12
Câu 28: Ở 27°C thể tích của một lượng khí là 6 lít. Thể tích của lượng khí đó ở nhiệt độ 127°C khi áp suất không đổi là A. 4 lít. B. 8 lít. C. 12 lít. D. 16 lít. Hướng dẫn giải V =  6 l 1 ( ) Trạng thái 1 = + =  1 T 27 273 300K  = Tr V? ạng thái 2 2 = + =  2 T 273 127 400K Áp d V V T V 400.6 ụng định luật Charles 1 2 2 1 =  V8 = = = lít. 2 T T T 300 1 2 1
Câu 29: Có 12 gam khí chiếm thể tích 4 lít ở 7°C. Sau khi nung nóng đẳng áp khối lượng riêng c a khí là l,2 ủ
g/l. Nhiệt độ khí sau khi nung là A. 3270C. B. 3720C. C. 327K. D. 372K. Hướng dẫn giải V  =4 l Trạng thái 1 1 T = +7 273=  280K 1 = m V Tr  ạng thái 2 22  T? =  2 V T V T m (2 )73+ 7 .12
Áp dụng định luật Charles 1 1 2 1 0 =  =  = = = 2 T 1 T . 2 T 700 K V T V V  4.1,2 2 2 1 1 2 Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA 0
 t= T− 273= 327 C 22
Câu 30: Một bình có dung tích 3
V =15 cm chứa không khí ở nhiệt độ 0
t = 177 C. Làm lạnh không khí trong 1 bình đến nhiệt độ 0 t = 27 C. 2
Cho biết dung tích bình thay đ i ổ theo sự thay i đổ nhiệt c độ a không ủ khí và áp
suất khí trong bình không đổi. Độ biến thiên thể tích của bình là A. 3 2,3 cm . B. 3 5 dm . C. 3 5 cm . D. 3 2,3 dm . Hướng d n gi ẫ ải
Theo định luật Charles áp dụng cho quá trình đẳng áp ta có V V V 1 2 1 3 =  V= T= 10 cm 3 V= V− V= 5 cm . 22
nên độ biến thiên thể tích là T T T 12 1 2 1
Câu 31: Coi áp suất khí trong và ngoài phòng như nhau. Khối lượng riêng của không khí trong phòng ở nhiệt độ 0
27 C lớn hơn khối lượng riêng c a không khí ngoài sân n ủ ắng ở nhiệt 0 42 C bao nhiêu lần? A. 1,5lần. B. 1,05lần. C. 10,5 lần. D. 15 lần. Hướng dẫn giải Ta có V T D T 300 D 315 1,05 1 1 2 1 1 =  = =  = = V T D T 315 D 300 2 2 1 2 2
Câu 32: Một khối khí có thể tích 3 1 m , nhiệt độ 11 C
 . Để giảm thể tích khí còn một nửa khi áp suất không đổi cần
A. giảm nhiệt độ đến 5,4 C  .
B. tăng nhiệt độ đến 22 C  .
C. giảm nhiệt độ đến −131 C.
D. giảm nhiệt độ đến −11 C. Hướng dẫn giải Ta có V V V 1 1 2 2 =  T = T = (11) o + 273 = 142K = 1 − 31 C. 21 1 T 2T 1V 2 Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI
Câu 1: Cho các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?
a. Trong quá trình đẳng nhiệt ,thể tích một lượng khí xác định tỉ lệ nghịch với áp suất.
b. Trong quá trình đẳng áp, thể tích c a m ủ
ột lượng khí xác định tỉ lệ thuận với nhiệt độ Celcius.
c. Trong quá trình đẳng tích, thể tích tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối.
d. Trong quá trình đẳng áp, thể tích một lượng khí xác định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối Kelvin. Hướng dẫn giải
a. Phát biểu này sai.
b. Phát biểu này sai. Trong quá trình đẳng áp, thể tích c a m ủ
ột lượng khí xác định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyêt đối Kelvin.
c. Phát biểu này sai. Trong quá trình đẳng tích, thì thể tích là m t h ộ ằng s
ố không thay đổi trong các quá
d. Phát biểu này đúng.
Câu 2: Cho các đồ thị sau p V p V V t(0C) V T(K) O -273 O O Hình a Hình b Hình c Hình d
a. Đồ thị hình a diễn tả quá trình đẳng nhiệt.
b. Đồ thị hình b diễn tả quá trình đẳng đẳng áp.
c. Đồ thị hình b diễn tả quá trình đẳng đẳng tích.
d. Đồ thị hình b diễn tả quá trình đẳng đẳng áp. Hướng dẫn giải
a. Phát biểu này sai. Đồ thị hình a diễn tả quá trình đẳng áp.
b. Phát biểu này sai. Đường biểu diễn là đường thẳng kéo dài đi qua c gố toạ độ trong hệ toạ độ OPT.
Trường hợp này là hệ toạ độ Opt nên không đúng.
c. Phát biểu này đúng.
d. Phát biểu này đúng. Câu 3: M t ộ bình th y
ủ tinh có dung tích 14 cm3 chứa không khí ở nhiệt độ 77°C được n i ổ với ng ố thủy
tinh nằm ngang chứa đầy thủy ngân. Đầu kia cùa ống để hở. Làm lạnh không khí trong bình đến nhiệt độ 27°C.
Coi dung tích của bình coi như không đổi, biết khối lượng riêng c a th ủ y ngân là 13,6 kg/dm ủ 3.
a. Nhiệt độ tuyệt đối Kelvin c a quá trình (1) và quá trình (2) có giá tr ủ
ị lần lượt là 300K và 350K.
b. Thể tích sau khi làm lạnh có thể tích là 2 12 cm .
c. Lượng thể tích đã chảy vào bình là
d. Khối lượng th y ngân ch ủ ảy vào bình 27,2 kg. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA Hướng dẫn giải
a. Phát biểu này sai. Ta có 33  1 = 3,6 kg/dm 1 = 3,6 g/cm 3 = Tr V 14 cm ạng thái 1 1 = + = T  77 273 350K 1 V  ?= Trạng thái 2 2 T = 273 + 2=  7 300K 2 b. Phát bi V T T 300
ểu này đúng. Áp dụng định luật Charles 1 1 2 2 =  V= V . = 14. = 12 cm . 21 V T T 350 2 2 1
c. Phát biểu này đúng. Lượng thể tích đã chảy vào bình là 3 V  = V − V =14− 1 = 2 2 cm . 12
d. Phát biểu này sai. Khối lượng th y ngân ch ủ ảy vào bình m = ρ.ΔV = 13,6.2 = 27,2 gam.
Câu 4: Một căn phòng có thể tích 3
V= 60m khi ta tăng nhiệt độ của phòng từ T= 280K T= 300K 1 đến 2
ở áp suất 101,3 kPa. Cho biết khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ 0T=273K, áp suất 0 p=101,3kPa) là 3 = 01, 29 kg/m .
a. Có thể áp dụng định luật Charles cho quá trình biến đổi trạng thái này. TT−
b. Khi tăng nhiệt độ đẳng áp thì độ tăng thể nh b tích được xác đị ởi biểu thức 12 V = V. T1
c. Khối lượng riêng c a không khí ủ ở điều kiện x
sau khi tăng nhiệt độ ấp xĩ bằng 3 1,17 kg/m .
d. Khối lượng không khí thoát ra khỏi 5,013 kg. Hướng dẫn giải
a. Phát biểu này đúng. Có thể áp dụng định luật Charles cho quá trình biến đổi trạng thái này do áp suất không thay đổi.
b. Phát biểu này sai. p  0 
Lúc đầu không khí trong phòng có V  T   1 p0 
Khi tăng nhiệt độ đẳng áp, không khí đó có V2 T   2 V T V  VTVT.−− T T
Áp dụng định luật Charles ta có 2 2 2 1 2 1 =  =   = V T V T T 1 1 1
c. Phát biểu này đúng. Khối lượng c a không khí thoát ra ủ kh i phòng ỏ =  mV VT1,17 kg/m .
Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện (p ),V ,T 00 3  =  =   0 2 2 là 00 VT 22
d. Phát biểu này sai.  − − 0 V 0 T (2T )1 T 1,29.60.273 (300 280 )
Khối lượng không khí thoát ra khỏi phòng m = = = 5,031 kg. 1 T 2T 280.300 Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN
Câu 1: Nung nóng một lượng không khí trong điều kiện đẳng áp, người ta thấy nhiệt độ của nó tăng thêm
6K, còn thể tích tăng thêm 3% so với thể tích ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của lượng không khí là bao nhiêu °K? Hướng dẫn giải V V V 1,03.V 1 1,03 T 200K.
Áp dụng Định luật Charles 1 2 1 1 1 =  =  =  = T T T T 6++ T T 6 1 2 1 1 1 1
Câu 2: Coi áp suất khí trong và ngoài phòng như nhau. Khối lượng riêng c a
ủ không khí trong phòng ở nhiệt độ o
27 C lớn hơn khối lượng riêng c a không khí ngoài sân n ủ ắng ở nhiệt độ o 42 C bao nhiêu lần? Hướng dẫn giải o 2  7 =  C 300K Ta có = o 4  2 C 315K V V V T V 315 1,05.
Áp dụng định luật Charles 1 2 2 2 2 =  =  = = 1 T 2 T 1 V 1 T 1 V 300 m M D V V 1,05. ặt khác 1 1 2= = = DV m 21 V2
Câu 3: Một quả bóng bay chứa khí hydrogen buổi sáng ở nhiệt độ 20 C  có thể tích 3 2400 cm . Coi áp
suất khí quyển trong ngày không đổi. Thể tích của quả bóng này vào buổi trưa có nhiệt độ 35 C  là bao nhiêu 3
cm ? (Kết quả làm tròn đến phần nguyên). A. 3 2628 cm . B. 3 2728 cm . C. 3 2522 cm . D. 3 1629 cm . Hướng dẫn giải = = 1 p op2opp   Trang thai(1 ) 3 p = const  = ⎯⎯⎯→ = 1 V2 2400cm Trang thai 2 V ? ( ) T  =  20 + 27=3 293K T = 3+5 2 =  73 308K 12
Do coi áp suất khí quyển trong ngày không i
đổ nên quá trình biến i
đổ của khí hydrô coi là quá trình đẳng V V VT 2400.308 áp, ta có 1 2 1 2 3  =  V= =  2523cm . 2 T T T 293 1 2 1
Câu 4: Nung nóng một lượng không khí xác định trong điều kiện đẳng áp, người ta thấy nhiệt độ của nó
tăng thêm 6K, còn thể tích tăng thêm 3% thể tích ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của lượng không khí là bao nhiêu °K? Hướng dẫn giải p  == 1 o p 2 p o p Trang thai (1 ) p = const  ⎯⎯⎯⎯ → = + = 1 V Trang thai 2 V21 V( ) 0, 103V 1, 103V  =+ 1 T T21 T 6 V V V 1,03V T 200K.
Áp dụng định luật Charles 1 2 1 1 1 =  =  = T T T T 6+ 1 2 1 1 Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA Câu 5: Có 3
22,4 dm khí ở áp suất 760 mmHg và nhiệt độ o
0 C. Thể tích của lượng khí trên ở áp suất 1atm và nhiệt độ o 273 C là bao nhiêu 3 dm ? Hướng dẫn giải
Ta có 1 atm = 760 mmHg nên áp suất không thay đổi. VV 22,4.(27)3+ 273
Áp dụng định luật Charles ta có 12 2 3 = V = = 44,8 dm . 1 T2T 0 ( + 2 ) 73 Câu 6: Ở nhiệt độ o 273 C thể tích c a m ủ t ộ kh i
ố khí là 10 lít. Khi áp suất không i,
đổ thể tích của khí đó ở o
546 C là bao nhiêu lít? Hướng dẫn giải V  =10 lít Trạng thái 1 1 =  1 T 273 +273 = 546K T  = 54 +6 2 = 73 819K Trạng thái 2 2 V =  ?lít 2 Quá trình bi V V VT 10.819
ến đổi trạng thái từ 1 sang 2 là quá trình đẳng áp ta có 1 2 1 2 =  V= = = 15 lít. 2 T T T 546 1 2 1
Câu 7: Một áp kế g m m ồ t bình c ộ ầu th y tinh ủ như hình bên dưới có thể tích 3 270 cm gắn với ố ỏ
ng nh ABnằm ngang có tiết diện 2 0,1cm . Trong ống có m t gi ộ t th ọ y ngân. ủ Ở 0  C gi t th ọ ủy
ngân cách A 30cm, hỏi khi nung bình đến 10 C  thì gi t ọ thủy
ngân di chuyển đến vị trí cách A m t ộ khoảng bao nhiêu? Coi
dung tích của bình không đổi, ống AB đủ dài để giọt thủy ngân không chảy ra ngoài. Hướng dẫn giải
Quá trình nung nóng áp kế là quá trình đẳng áp do đó ta có V V V ( )2 (70 )0 +,1.30 1 2 1 =  V= T 270 + 0,1.x = 283 22 1 T 2T 1T 273
Với x là khoảng dịch chuyển của giọt thủy ngân tính từ A.
Giải phương trình trên ta được x =130 cm. Group 2k7 Xu t phát s ấ
ớm - Phòng luyện thi TSA, HSA