Với giải bài tập Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 7.

Giải Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Hình 7.1 cho thấy một người đang bơm xe đạp, mỗi động tác đẩy pit-tông

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Mở đầu trang 48 Vật Lí 12: 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?

Lời giải:

Sự thay đổi của các thông số này tuân theo quy luật của khí lí tưởng, tức là tuân theo phương trình trạng thái của khí lí tưởng.

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

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

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 1 trang 49 Vật Lí 12: 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, V’.

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:

a) Khối khí biến đổi trạng thái (1) → (1') theo quá trình đẳng nhiệt. $p_1{V}_1=p_{2}V\text{'}$(1)

b) Khối khí biến đổi trạng thái (1') → (2) theo quá trình đẳng áp.

$\frac{V\text{'}}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$(2)

c) Từ (1) và (2): $\frac{V\text{'}}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\Rightarrow \frac{\frac{p_1{V}_1}{p_2}}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\Rightarrow \frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}$

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

Kết quả câu thảo luận 1 có thay đổi không nếu cho khối khí biến đổi từ trạng thái 1

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 2 trang 49 Vật Lí 12: 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?

Lời giải:

Kết quả câu thảo luận 1 không thay đổi.

Xét quá trình (1) sang quá trình (1’’) là quá trình đẳng áp, quá trình (1’’) sang quá trình (2) là quá trình đẳng nhiệt

Trạng thái 1: p₁; V₁; T₁

Trạng thái 1’’: p₁;$V_1^{\text{'}}$; T₂

Trạng thái 2: p₂; V₂; T₂

Quá trình đẳng áp: $\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_1^{\text{'}}}{T_2}\Rightarrow V_1^{\text{'}}=\frac{V_1.T_2}{T_1}$  (2)

Quá trình đẳng nhiệt: $p_1{V}_1^{\text{'}}=p_2{V}_2$  (1)

Thay (1) vào (2) được: $p_1\frac{V_1{T}_2}{T_1}=p_2{V}_2\iff \frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}$

Vậy: Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng, thiết lập mối liên hệ giữa áp suất

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 3 trang 50 Vật Lí 12: 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.

Lời giải:

Từ phương trình trạng thái, quá trình đẳng tích có: $\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}$

Đồ thị đường đẳng tích trong hệ toạ độ V - T.

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất tiêu chuẩn do nhà sản xuất công bố là 2,3 bar

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Luyện tập trang 50 Vật Lí 12:

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 ^oC (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).

Lời giải:

Áp dụng quá trình đẳng tích: $\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}\Rightarrow \frac{2,3}{25+273}=\frac{p_2}{50+273}\Rightarrow p_2=2,49bar$

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

Hình 7.4 là hình ảnh một bình xịt côn trùng. Vì sao người ta đưa ra khuyến cáo

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Vận dụng trang 51 Vật Lí 12: 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"?

Lời giải:

Người ta đưa ra khuyến cáo "Không được ném bình vào lửa ngay cả khi đã dùng hết" vì khi ném vào lửa, nhiệt độ tăng lên đột ngột, thể tích bình chứa khí không đổi, làm áp bình tăng lên rất cao, dẫn đến bị nổ bình và gây nguy hiểm cho người đứng gần đó.

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

Người ta nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27 °C, áp suất 1 atm để thể tích của khí chỉ còn 4 lít

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Bài tập 1 trang 52 Vật Lí 12: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Áp dụng phương trình trạng thái:

$\frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}\Rightarrow \frac{1.10}{27+273}=\frac{p_2.4}{60+273}\Rightarrow p_2=2,775atm$

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

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

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Bài tập 2 trang 52 Vật Lí 12: Sử dụng một cái bơm để 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?

Lời giải:

Trạng thái 1:

+ Thể tích không khí trong bóng sau 35 lần bơm là V₁ = 35.0,32 = 11,2 lít = 11,2 dm³

+ p₁ = 1 atm

Trạng thái 2:

+ Thể tích của quả bóng khi căng là: $V_2=\frac{4}{3}\pi R^3=\frac{4}{3}\pi {.11}^3=5,{58.10}^{3}c{m}^3=5,58d{m}^3.$

+ p₂ = ?

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt:

$p_1{V}_1=p_2{V}_2\Rightarrow 1.11,2=p_2.5,58\Rightarrow p_2\approx 2atm$

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

Giác hơi là một kĩ thuật chữa bệnh trong đông y để điều trị các bệnh do

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Bài tập 3 trang 52 Vật Lí 12: Giác hơi là một kĩ 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 thuỷ 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 lồi lên, từ đó có thể giải phóng các độc tố khỏi cơ thể, làm người bệnh giảm đau và đỡ mỏi hơn.

Lời giải:

Không khí bên trong cốc ban đầu được hơ nóng, sau khi úp lên da được một khoảng thời gian thì nhiệt độ khí trong cốc giảm dần, thể tích khí giảm dần, khối khí co lại kéo phần da lồi lên.

Lời giải Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác: