Một xi lanh đặt nằm ngang chứa 100 cm3 khí ở nhiệt độ 27 °C, dưới áp suất bằng áp suất khí quyển bên ngoài. Người ta đun nóng bình lên đến 57 °C cho xi lanh chuyển động gần như đều. Coi ma sát giữa xi lanh và pit-tông không đáng kể.
1. Tính thể tích khí trong xi lanh ở 57 °C.
2. Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình trên theo toạ độ (V – T) và (p - V).
Giải bởi Vietjack
1. Quá trình biến đổi trạng thái của khí là đẳng áp với áp suất luôn bằng áp suất của khí quyển.
2.
– Đồ thị 1 là đường thẳng có đường kéo dài qua gốc toạ độ.
– Đồ thị 2 là đường thẳng song song với trục hoành.
Hãy dùng các số liệu trong bảng ghi kết quả thí nghiệm về quá trình đẳng áp của một lượng khí không đổi trong bảng dưới đây để xác định mối quan hệ giữa thể tích và nhiệt độ Kelvin của lượng khí và vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ này.
Bảng ghi kết quả thí nghiệm về quá trình đẳng áp của một lượng khí không đổi
|
Nhiệt độ (°C) |
Thể tích (cm3) |
|
87 107 127 147 |
3,4 3,6 3,8 4,0 |
Khi tăng nhiệt độ của một lượng khí từ 32 °C lên 117 °C và giữ áp suất khí không đổi thì thể tích khí tăng thêm 1,7 lít. Tính thể tích lượng khí trước và sau khi tăng nhiệt độ.
Xung quanh hiện tượng quả bóng bàn bị bẹp được nhúng vào nước nóng thì phồng lên như cũ.
Đây là một hiện tượng đơn giản mà ngay cả những người chưa từng chơi bóng bàn cũng biết. Tuy nhiên, khi có người sử dụng hiện tượng này làm ví dụ cho sự nở vì nhiệt của chất khí, cho định luật Charles (trước đây gọi là định luật Gay Lussac) thì có khá nhiều ý kiến khác nhau. Ý kiến chấp nhận cũng có, ý kiến chấp nhận nhưng đề nghị nói rõ thêm cũng có, ý kiến phản đối dữ dội vì coi đây là một sai lầm hoàn toàn cũng có,...
Em quan niệm thế nào về hiện tượng này? Hãy nhớ lại những kiến thức đã học về chất khí để trả lời các câu hỏi sau đây nhằm thể hiện quan điểm của mình về hiện tượng gây tranh cãi trên.
1. Hiện tượng quả bóng bàn bị bẹp được nhúng vào nước thì phồng lên như cũ liên quan đến đẳng quá trình nào của chất khí?
A. Vì trong hiện tượng này, thể tích khí tăng theo nhiệt độ nên liên quan đến quá trình đẳng áp.
B. Vì trong hiện tượng này, áp suất khí tăng theo nhiệt độ nên liên quan đến quá trình đẳng tích.
C. Vì trong hiện tượng này có sự thay đổi thể tích và áp suất nên liên quan đến quá trình đẳng nhiệt.
D. Hiện tượng này không phải là một đẳng quá trình.
2. Nội dung câu nào dưới đây là đúng, sai?
|
Nội dung |
Đánh giá |
|
|
Đúng |
Sai |
|
|
a) Định luật Charles là định luật về quá trình biến đổi thể tích của một lượng khí theo nhiệt độ khi áp suất không đổi. Do đó không thể áp dụng định luật này cho chất khí trong quả bóng bàn bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên như cũ. |
|
|
|
b) Cả 3 thông số trạng thái p, V và T của lượng khí trong quả bóng bàn ở hiện tượng nêu trên đều thay đổi. Đây là trường hợp mà chúng ta chưa đề cập tới cả trong bài học này lẫn các bài học trước đây về chất khí. |
|
|
3. Tại sao quá trình biến đổi trạng thái của không khí trong quả bóng bị xẹp khi được nhúng vào nước nóng không phải là quá trình đẳng áp?
4. Hãy nghĩ ra một phương án thí nghiệm đơn giản để chứng tỏ, nếu coi quá trình biến đổi trạng thái của không khí trong quả bóng bàn bị xẹp khi được nhúng vào nước nóng phồng lên như cũ là quá trình nở vì nhiệt và dùng định luật Charles để xác định nhiệt độ của nước có thể làm cho không khí trong quả bóng dãn nở lấy lại thể tích cũ, thì kết quả tìm được sẽ không đúng với thực tế.
Trong hiện tượng nào sau đây có quá trình đẳng áp của một lượng khí xác định?
Biểu thức nào sau đây không phù hợp với nội dung của định luật Charles
