Anonymous

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng

- asked 6 months agoVotes

0Answers

0Views

Giải Vật lí 12 Bài 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng

Mở đầu trang 36 Vật lí 12:

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

Lời giải:

Liên hệ bằng phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Câu hỏi 1 trang 37 Vật lí 12:

Lời giải:

- Dụng cụ:

+ 1 bình tam giác có nút cao su

+ 1 ống nghiệm

+ 1 kẹp gỗ

+ 1 thước kẻ

+ 1 chậu nước

+ Nước

+ Dầu hỏa

- Cách tiến hành:

+ Đổ đầy nước vào bình tam giác.

+ Nhỏ một ít dầu hỏa vào ống nghiệm để làm dấu mực nước.

+ Đặt ống nghiệm vào bình tam giác sao cho nút cao su bịt kín miệng ống nghiệm.

+ Kẹp ống nghiệm vào kẹp gỗ.

+ Dùng thước kẻ đo mực nước trong ống nghiệm.

+ Nhấn nút cao su để tăng áp suất lên khí trong ống nghiệm.

+ Đo lại mực nước trong ống nghiệm.

+ Lặp lại bước 6 và 7 cho đến khi mực nước trong ống nghiệm giảm xuống khoảng 1/2.

- Kết quả:

+ Khi áp suất khí tăng, thể tích khí giảm.

+ Tích số giữa áp suất và thể tích khí luôn là một hằng số.

Câu hỏi 2 trang 37 Vật lí 12:

Lời giải:

Việc dịch chuyển pit-tông từ từ giúp đảm bảo điều kiện nhiệt độ không thay đổi

Thí nghiệm trang 37 Vật lí 12:

Dụng cụ

- Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 10⁵ Pa).

- Xilanh (2).

- Pit-tông (3) gắn với tay quay (4).

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

Phương án thí nghiệm

- Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

- Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.

- Mở van áp kế, dùng tay quay dịch chuyển pit-tông sang phải để lấy một lượng khí xác định vào xilanh.

- Đóng van, đọc và ghi giá trị áp suất p (hiện trên áp kế), thể tích V của khí trong xilanh (theo vạch chia trên xilanh) khi đó.

- Dùng tay quay cho pit-tông dịch chuyển từ từ đến các vị trí mới. Đọc giá trị p, V ứng với mỗi vị trí và ghi kết quả theo mẫu Bảng 2.1.

Kết quả

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

- Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi.

- Tính tích pV của mỗi lần đo và rút ra nhận xét.

Lời giải:

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

- Tích pV của mỗi lần đo xấp xỉ bằng nhau

Lần đo	Áp suất khí (p) (Bar)	Thể tích khí (V) (ml)	pV (Bar.ml)
1	1,14	130	147,8
2	1,18	125	147,5
3	1,23	120	147,6
4	1,28	115	147,8
5	1,35	110	148,5

Câu hỏi 3 trang 37 Vật lí 12:

Lời giải:

Dạng đồ thị ở hình 2.4 gần giống với dạng đồ thị cho bằng số liệu trong bảng

Câu hỏi 4 trang 38 Vật lí 12:

Lời giải:

- Dạng đường thẳng của đồ thị thể hiện rằng khi 1/V tăng, p cũng tăng theo và ngược lại.

- Việc đường thẳng đi qua gốc tọa độ cho thấy khi thể tích khí V tiến về vô cùng (1/V tiến về 0), áp suất khí p cũng tiến về 0.

Luyện tập 1 trang 38 Vật lí 12:

Lời giải:

$p_{1} V_{1} = p_{2} V_{2} \Rightarrow p_{2} = \frac{p_{1} V_{1}}{V_{2}} = \frac{0, 04.120}{0, 025} = 192 k P a$

Câu hỏi 5 trang 39 Vật lí 12:

Lời giải:

$\frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}}$

Luyện tập 2 trang 40 Vật lí 12:

Lời giải:

$\frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}} \Rightarrow T_{2} = \frac{V_{2} T_{1}}{V_{1}} = \frac{298.0, 2}{0, 16} = 372, 5 K$

Câu hỏi 6 trang 40 Vật lí 12:

Lời giải:

- Dụng cụ:

+ 1 bình tam giác có nút cao su

+ 1 ống nghiệm

+ 1 kẹp gỗ

+ 1 thước kẻ

+ 1 chậu nước

+ Nước

+ Dầu hỏa

+ Nhiệt kế

- Cách tiến hành:

+ Đổ đầy nước vào bình tam giác.

+ Nhỏ một ít dầu hỏa vào ống nghiệm để làm dấu mực nước.

+ Đặt ống nghiệm vào bình tam giác sao cho nút cao su bịt kín miệng ống nghiệm.

+ Kẹp ống nghiệm vào kẹp gỗ.

+ Dùng thước kẻ đo mực nước trong ống nghiệm.

+ Đun nóng nước trong bình tam giác bằng đèn cồn.

+ Quan sát và ghi lại mực nước trong ống nghiệm khi nhiệt độ nước tăng.

- Kết quả:

+ Khi nhiệt độ nước tăng, thể tích khí trong ống nghiệm tăng.

+ Tỉ số giữa thể tích khí và nhiệt độ tuyệt đối của khí luôn là một hằng số.

Thí nghiệm trang 40 Vật lí 12:

Dụng cụ

- Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 10⁵ Pa).

- Xilanh (2).

- Pit-tông (3) gắn với tay quay (4).

- Hộp chứa nước nóng (5).

- Cảm biến nhiệt độ (6).

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

Phương án thí nghiệm

- Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

- Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên

(Hình 2.7).

- Đọc giá trị phần thể tích chứa khí của xilanh ban đầu.

- Đọc số chỉ của cảm biển nhiệt độ đo nhiệt độ phòng cũng là nhiệt độ khí trong xilanh lúc đầu.

- Đổ nước nóng vào hộp chứa cho ngập hoàn toàn xilanh. Dịch pit-tông từ từ sao cho số chỉ của áp kế không đổi. Đọc giá trị của phần thể tích chứa khí và nhiệt độ sau mỗi phút.

- Ghi kết quả vào mẫu như Bảng 2.2.

Kết quả

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

- Tính tỉ số V/T của mỗi lần đo và rút ra nhận xét.

- Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ và thể tích chất khí khi áp suất không đổi.

Lời giải:

Lần đo	Thể tích khí (V) (ml)	Nhiệt độ (°C)	Nhiệt độ tuyệt đối (T) (K)	Tỉ số V/T (ml/K)
1	75	45	318	0,236
2	74	41	314	0,239
3	73	37	310	0,239
4	72	32	305	0,236
5	71	28	301	0,236

Tỉ số V/T xấp xỉ bằng nhau trong các lần đo

Giải Vật lí 12 Bài 2 (Cánh diều): Phương trình trạng thái khí lí tưởng (ảnh 1)

Câu hỏi 7 trang 41 Vật lí 12:

Lời giải:

Dạng đồ thị ở hình 2.5 gần giống với dạng đồ thị cho bằng số liệu trong bảng

Câu hỏi 8 trang 42 Vật lí 12:

Lời giải:

So sánh	Trạng thái 1 và 2	Trạng thái 2' và 2
Nhiệt độ	T1 = T2	T2' > T2
Thể tích	V2 > V1	V2' > V2
Áp suất	P2 < P1	P2' = P2

Câu hỏi 9 trang 420 Vật lí 12:

Lời giải:

1→3: $p_{1} V_{1} = p_{3} V_{3}$

3→2: $\frac{V_{3}}{T_{3}} = \frac{V_{2}}{T_{2}}$

$\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{p_{1} V_{1}}{T_{3}} = \frac{p_{2} V_{2}}{T_{2}} (T_{3} = T_{1}) \\ \Rightarrow \frac{p_{1} V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2} V_{2}}{T_{2}} \end{array}$