15 câu trắc nghiệm Vật lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng có đáp án

Quá trình (1) đến (2) là quá trình nung nóng (nhiệt độ tăng) đẳng tích (thể tích không đổi).

Quá trình (2) đến (3) là quá trình nén (vì nhiệt độ giảm thì thể tích cũng giảm) đẳng áp.

Chọn B

Sau quá trình biến đổi đẳng tích: $\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{1}{{327 + 273}} = \frac{{{p_2}}}{{27 + 273}} \Rightarrow {p_2} = 2\,atm$

Sau quá trình biến đổi đẳng áp: $\frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{V_3}}}{{{T_3}}} \Rightarrow \frac{5}{{327 + 273}} = \frac{{{V_3}}}{{327 + 120 + 273}} \Rightarrow {V_3} = 6$ lít

Chọn C.

Quá trình 1 – 2 là quá trình dãn đẳng áp vì thể tích tăng.

$$\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{2}{{300}} = \frac{6}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 900K$$

Quá trình 2 – 3 là quá trình nén đẳng nhiệt

${p_2}{V_2} = {p_3}{V_3} \Rightarrow 0{,}5.6 = {p_3}.2 \Rightarrow {p_3} = 1{,}5\,atm$ (do p$_{1}$ = p$_{2}$ = 0,5 atm; V$_{3}$ = V$_{1}$ = 2 lít)

Quá trình 3 – 1 là quá trình làm lạnh đẳng tích

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng

Quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình nung nóng đẳng tích.

Quá trình biến đổi từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là nén đẳng nhiệt.

Trạng thái (1) và (3) khối khí có cùng áp suất.

Thể tích khí khối khí ở trạng thái (1) nhỏ hơn ở trạng thái (3) vì áp suất ở trạng thái (1) và (3) như nhau, nhiệt độ ở trạng thái (3) lớn hơn nhiệt độ ở trạng thái 1 nên thể tích ở trạng thái (3) lớn hơn thể tích ở trạng thái (1).

Đáp số: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khí trong bóng thám không:

$$\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{1.{V_1}}}{{27 + 273}} = \frac{{0,{{04.5.10}^2}}}{{ - 50 + 273}} \Rightarrow {V_1} = 26{,}9\,{m^3}$$

Đáp án: 26,9 m$^{3}$.

a) pV = nRT → số mol không khí trong phòng là $n = \frac{{pV}}{{RT}} = \frac{{{{10}^5}.5.10.3}}{{8{,}31.273}} = 6,{6.10^3}mol$.

Khối lượng không khí trong phòng là m = n.μ = 6,6.10$^{3}$.29 = 1,9.10$^{5}$ g =1,9.10$^{2}$ kg.

b) $\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{{10}^5}.5.10.3}}{{273}} = \frac{{0,{{9.10}^5}.{V_2}}}{{20 + 273}} \Rightarrow {V_2} \approx 179\,{m^3}$

Như vậy, đã có DV = 179 – 5.10.3 = 29 m$^{3}$ khí ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 0,9.10$^{5}$ Pa thoát ra khỏi phòng.

Khối lượng không khí trong phòng đã thoát ra ngoài bằng:

$\Delta m = \frac{{29}}{{179}}m = \frac{{29}}{{179}}\left( {1{,}9 \cdot {{10}^2}\;{\rm{g}}} \right) \approx 30\;{\rm{g}}$

Đáp án: a) 1,9.10$^{2}$ kg; b) 30 g.

$$\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{1{,}5.15}}{{27 + 273}} = \frac{{3.12}}{{{t_2} + 273}} \Rightarrow {t_2} = 207^\circ C$$

Đáp án: 207$^{o}$C.