Bài tập tự luận về Quá trình đẳng tích - Định luật Sác-lơ môn Vật Lý 10 năm 2021

BÀI TẬP TỰ LUẬN VỀ QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH - ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ

 

a. Quá trình đẳng tích

Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.

b. Định luật Sác - lơ

Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Ta có: P/T = const hay \(\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\)

c. Đường đẳng tích

- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đẳng tích.

- Trong hệ tọa độ (p, T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.

Câu 1: Một bình được nạp khí ở 33⁰C dưới áp suất 300 Pa. Sau đó bình được chuyển đến một nơi có nhiệt độ 37⁰C, coi thể tích của bình không thay đổi. Tính độ tăng áp suất của khí trong bình.

Giải:

Ta có \({{T}_{1}}=273+33=306\left( K \right);{{T}_{2}}=273+37=310\left( K \right)\)

Theo quá trình đẳng nhiệt

\(\begin{array}{l}
\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\\
 \Rightarrow {p_2} = \frac{{{T_2}.{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{310.300}}{{306}} \approx 304Pa\\
 \Rightarrow \Delta p = {p_2} - {p_1} = 304 - 300 = 4Pa
\end{array}\)

Câu 2: Cho một bình kín. Khi áp suất tăng 4 lần thì nhiệt độ trong bình tăng thêm 900K, thể tích không đổi. Khi đó nhiệt độ ban đầu trong bình là bao nhiêu

Giải :

Áp dụng công thức quá trình đẳng tích

\(\begin{array}{l}
\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\\
 \Rightarrow {T_1} = \frac{{{T_2}.{p_1}}}{{{p_2}}}\\
 \Rightarrow {T_1} = \frac{{({T_1} + 900).{p_1}}}{{4{p_1}}}\\
 \Rightarrow {T_1} = 300K \Rightarrow {T_1} = 273 + t\\
 \Rightarrow t = {27^0}C
\end{array}\)

Câu 3: Đun nóng đẳng tích một lượng khí tăng thên 80⁰K thì áp suất tăng thêm 25% so với áp suất ban đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu của khối khí.

Giải:

Ta có \({{T}_{2}}={{T}_{1}}+80;{{p}_{2}}={{p}_{1}}+\frac{25}{100}.{{p}_{1}}=1,25{{p}_{1}}\)

Áp dụng công thức quá trình đẳng nhiệt

\(\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{1}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{p}_{2}}}=\frac{({{T}_{1}}+80).{{p}_{1}}}{1,25{{p}_{1}}}=\frac{{{T}_{1}}+80}{1,25}\Rightarrow {{T}_{1}}=320K\)

Mà \({{T}_{1}}=273+t\Rightarrow t={{47}^{0}}C\)

Câu 1:

Cho một bình kín. Khi đun nóng khí trong bình thêm 40⁰C thì áp suất khí tăng thêm 1/10 áp suất ban đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu của khí trong bình.

Câu 2:

Một bình thép chứa khí ở 77⁰C dưới áp suất 6,3.10⁵Pa. làm lạnh bình tới nhiệt độ - 23⁰C thì áp suất của khí trong bình là bao nhiêu?

Câu 3:

Nhà Thầy Phi có mua một nồi áp suất dùng để ninh đồ ăn. Van an toàn của một nồi sẽ mở khi áp suất trong nồi bằng 9atm. Khi thử ở 27⁰C, hơi trong nồi có áp suất 2atm. Hỏi ở nhiệt độ nào thì van an toàn sẽ mở.

Câu 4:

Biết áp suất của khí trơ trong bóng đèn tăng 1,5 lần khi đèn cháy sáng so với tắt. Biết nhiệt độ đèn khi tắt là 27⁰C. Hỏi nhiệt độ đèn khi cháy sáng bình thường là bao nhiêu?

Câu 5:

Khi đung nóng một khối khí thì p và T thay đổi được cho bởi đồ thị bên. Hỏi quá trình này là quá trình nén hay dãn khí

Câu 1:

Ta có \({{T}_{2}}={{T}_{1}}+40;{{p}_{2}}={{p}_{1}}+\frac{{{p}_{1}}}{10}=1,1{{p}_{1}}\)

\(\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{1}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{p}_{2}}}=\frac{({{T}_{1}}+40).{{p}_{1}}}{1,1{{p}_{1}}}=\frac{{{T}_{1}}+40}{1,1}\)

\(\Rightarrow {{T}_{1}}=400K=273+{{t}_{1}}\Rightarrow {{t}_{1}}={{127}^{0}}C\)

Câu 2:

Ta có \({{T}_{1}}=273+77=350K;{{T}_{2}}=273-23=250K\)

Áp dụng

\(\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{p}_{2}}=\frac{{{T}_{2}}.{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{250.6,3.10}^{5}}}{350}={{4,5.10}^{5}}Pa\)

Câu 3:

Ta có \({{T}_{1}}=273+27=300K\)

Áp dụng :

\(\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{2}}=\frac{{{T}_{1}}.{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}=\frac{300.9}{2}=1350K\)

Mà \({{T}_{2}}=273+{{t}_{2}}\Rightarrow {{t}_{2}}={{1077}^{0}}C\)

Câu 4:

Đèn kín và có thể tích không đổi nên là quá trình đẳng tích

\({{T}_{s}}=273+27=300K;{{p}_{s}}=1,5{{p}_{t}}\)

\(\Rightarrow {{T}_{s}}=\frac{{{T}_{t}}.{{p}_{s}}}{{{p}_{t}}}=\frac{300.1,5.{{p}_{t}}}{{{p}_{t}}}=1,5{{T}_{t}}=450K\Rightarrow {{t}_{t}}={{177}^{0}}C\)

Câu 5:

Kẻ 2 đường thẳng đẳng tích V₁ và V₂ rồi vẽ đường đẳng nhiệt bất kỳ cắt hai đường đẳng tích tại A và B

Ta có \({{p}_{1}}.{{V}_{1}}={{p}_{2}}{{V}_{2}}\)

Từ đồ thị ta nhận thấy \({{p}_{1}}>{{p}_{2}}\Rightarrow {{V}_{2}}>{{V}_{1}}\)

Vậy đây là quá trình dãn khí.

---(Hết)---

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Bài tập tự luận về Quá trình đẳng tích - Định luật Sác-lơ môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tốt!