Hướng dẫn giải bài 7 trang 166 sgk vật lý 10 – Chính xác và Ngắn gọn

Vật Lý là môn học xoay quanh các định luật và công thức. Để học tốt môn học này, đầu tiên các em cần nắm chắc lý thuyết và các bài tập cơ bản trong sách giáo khoa.

Một trong những bài tập tiêu biểu nhất về phương trình trạng thái của khí lí tưởng là bài 7 trang 166 sgk vật lý 10. Kiến gửi đến bạn bài viết tổng hợp kiến thức ngắn gọn và giải các bài tập cơ bản liên quan:

Lý thuyết áp dụng trong giải bài 7 trang 166 sgk vật lý 10

Trước khi đi vào giải bài 7 trang 166 sgk vật lý 10, chúng ta hãy cùng tìm hiểu lý thuyết nhé.

I. KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG

Những thí nghiệm chính xác cho thấy, chất khí thực (chất khí tồn tại trong thực tế như oxi, nitơ, cacbonic…) chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và Sác-lơ. Giá trị của tích p.V và thương p/V thay đổi theo bản chất, nhiệt độ và áp suất của chất khí. Chỉ có khí lí tưởng là tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học.

Tuy nhiên, sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không lớn ở những nhiệt độ và áp suất thông thường. Do đó, trong đời sống và kỹ thuật, khi không yêu cầu độ chính xác cao, ta có thể áp dụng các định luật về chất khí lí tưởng để tính áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí thực.

II. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG (HAY PHƯƠNG TRÌNH CLA-PE-RÔN)

Đường biểu diễn hai giai đoạn biến đổi trên đồ thị p−V

Ký hiệu p1,V1,T1 là áp suất, thể tích và nhiệt độ của lượng khí mà ta xét ở trạng thái 1. Thực hiện một quá trình bất kì chuyển khí sang trạng thái 2 có áp suất p2, thể tích V2 và nhiệt độ T2. Chúng ta đi tìm mối liên hệ giữa các giá trị đó.

Việc chọn trạng thái 1, 2 là bất kì, vị vậy có thể viết:

Phương trình trên được nhà vật lý người Pháp Clapeyron (Cla-pê-rôn) đưa ra năm 1834 và được gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay phương trình Clapeyron.

III – ĐỊNH LUẬT GAY LUY – XÁC

1. Quá trình đẳng áp

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.

2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.

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

3. Đường đẳng áp

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

Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng áp khác nhau.

4. Định luật Gay-Lussac (Gay Luy-xác)

Xét một quá trình đẳng áp, trong đó áp suất p không đổi và bằng p1. Phương trình trạng thái khí lí tưởng trở thành:

Nội dung định luật Gay-Lussac: Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí.

IV. ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI

Nếu giảm nhiệt độ tới 0K thì p = 0 và V = 0. Hơn nữa ở nhiệt độ dưới 0K,, áp suất và thể tích sẽ có giá trị âm. Đó là điều không thể thực hiện được.

Do đó, Kelvin đã đưa ra một nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ 0K gọi là độ không tuyệt đối. Các nhiệt độ trong nhiệt giai của Kelvin đều có giá trị dương và mỗi độ chia trong nhiệt giai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiệt giai Xen-xi-út (Celsius).

Chính xác thì độ không tuyệt đối thấp hơn −273oC một chút (vào khoảng −273,15oC). Nhiệt độ thấp nhất mà con người thực hiện được trong phòng thí nghiệm hiện nay là 10−9K.

Đáp án và lời giải bài 7 trang 166 sgk vật lý 10

Sau khi đã ôn lại lý thuyết, chúng ta đi tìm lời giải bài 7 trang 166 sgk vật lý 10 nhé!

Bài tập 7: trang 166 – sgk vật lí 10

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40cm3 khí hidro ở áp suất 750mmHg và nhiệt độ 270C. Tính thể tích của lượng khí trên ở điều kiện chuẩn ( áp suất 760mmHg và nhiệt độ 00C)

Lời giải:

Trạng thái 1:

P1 = 750 mmHg

T1 = 300K

V1 = 40 cm3

Trạng thái 2:

Po = 760 mmHg

To = 273K

Vo = ?

+) Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng ta có:

Giải đáp các bài tập khác trang 166 sgk vật lý 10

Cùng theo dõi thêm hướng dẫn và lời giải các bài tập khác trang 166 sgk vật lý 10 nhé!

Bài 5 trang 166 sgk vật lý 10:

5. Trong hệ tọa độ (V, T), đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng áp ?

A. Đường thẳng song song với trục hoành.

B. Đường thẳng song song với trục tung.

C. Đường hypebol.

D. Đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ.

Lời giải:

Chọn đáp án D.

Trong hệ tọa độ (V, T) đường đẳng áp là đường kéo dài đi qua gốc toạ độ.

Bài 6 trang 166 sgk vật lý 10:

6. Một liên hệ giữa áp suất, thể tích, nhiệt độ của một lượng khí trong quá trình nào sau đây không được xác định bằng phương trình trạng thái của khí lí tưởng ?

A. Nung nóng một lượng khí trong một bình đậy kín.

B. Nung nóng một lượng khí trong một bình không đậy kín.

C. Nung nóng một lượng khí trong một xilanh kín có pittông làm khí nóng lên, nở ra, đẩy pittông di chuyển.

D. Dùng tay bóp lõm quả bóng bàn.

Lời giải:

Chọn đáp án B

Một liên hệ giữa áp suất, thể tích, nhiệt độ của một lượng khí trong quá trình nung nóng một lượng khí trong một bình không đậy kín không được xác định bằng phương trình trạng thái của khí lí tưởng.

Vì khi nung nóng mà bình không đậy kín, một lượng khí sẽ thoát ra ngoài, phương trình trạng thái sẽ không được nghiệm đúng.

Bài 8 trang 166 sgk vật lý 10:

Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phăng-xi-păng cao 3 140 m. Biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10m thì áp suất khí quyển giảm 1mmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là 20C. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 00C) là 1,29kg/m3 .

Lời giải:

Cứ lên cao thêm 10 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg

=> Ở độ cao 3140 m áp suất khí quyển giảm 3140.1/10 = 314 mmHg.

=> Áp suất của khí quyển ở đỉnh núi Phan – xi – păng là: 760 – 314 = 446 mmHg.

Trạng thái 1 (chuẩn)

p0 = 760 mmHg

T0 = 0 + 273 = 273 K

V0 = ?

Trạng thái 2 (ở đỉnh núi)

p1 = (760 – 314) mmHg

T1 = 275 K

V1 = ?

Phương trình trạng thái:

Khi lên cao thêm 10m thì áp suất khí quyển giảm 1mmHg. Do đó lên cao 3140m, áp suất không khí giảm:

→ Áp suất không khí ở trên đỉnh núi Phăng-xi-păng: p1 = 760 – 314 = 446 mmHg

Khối lượng riêng của không khí:

Áp dụng phương trình trạng thái ta được:

Khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phăng-xi-păng cao 3 140 m:

Kết luận:

Trên đây, Kiến Guru đã chia sẻ tới các em nội dung và hướng dẫn giải bài 7 trang 166 sgk vật lý 10. Hy vọng đây sẽ là tài liệu thiết thực đối với các em. Đừng quên theo dõi các chủ đề và khóa học liên quan của Kiến Guru để cùng đồng hành chinh phục kiến thức nhé!