Bài tập Vận dụng quá trình đẳng áp – Định luật Charles lớp 12 (có lời giải)

Đáp án đúng là A

Định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = \frac{{{V_2}}}{{{V_1}}}{T_1} = 3\left( {27 + 273} \right) = 900\;{\rm{K}} = {627^\circ }{\rm{C}}$

Đáp án đúng là D

Định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{\;{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{T}}_2}}} \Rightarrow \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} = \frac{{{{\rm{T}}_2}}}{{\;{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{117 + 273}}{{32 + 273}} = \frac{{78}}{{61}}$ (1)

Lại có ${V_2} - {V_1} = 1{,}7$ lít (2)

Từ (1) và (2) $\Rightarrow {V_1} = 6{,}1$ lít.

Đáp án đúng là D

Định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{\;{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{T}}_2}}} \Rightarrow \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} = \frac{{{{\rm{T}}_2}}}{{\;{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{37 + 273}}{{27 + 273}} = \frac{{31}}{{30}}$

Mặc khác: ${\rm{V}} = {\rm{S}}\ell \Rightarrow {\ell _2} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} \cdot {\ell _1} = \frac{{31}}{{30}} \cdot 20 = 20{,}7\;{\rm{cm}}$

Đáp án đúng là B

Thể tích của một lượng khí nhất định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối ở áp suất không đổi là nội dung của Charles.

Đáp án đúng là D

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

Đáp án đúng là C

Trong hệ tọa độ (p-V), đường đẳng áp là đường thẳng song song với trục thể tích hoặc vuông góc với trục áp suất.

Đáp án đúng là C

Nhiệt độ tăng 1,2 lần thì thể tích tăng 1,2 lần.

Đáp án đúng là B

$\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{10}}{{273 + 273}} = \frac{{{V_2}}}{{546 + 273}} \Rightarrow {V_2} = 15$ lít.

Đáp án đúng là A

$\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_1} + 0{,}5{V_1}}}{{{T_1} + 145}} \Rightarrow {T_1} = 290K \Rightarrow {t_1} = 17^\circ C$.

Đáp án đúng là C

$\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{4}{{7 + 273}} = \frac{{\frac{{12}}{{1{,}2}}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 700K \Rightarrow {t_2} = 427^\circ C$.

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

Do áp suất của khối khí luôn không đổi nên đây là quá trình đẳng áp. Vì vậy phát biểu a đúng.

Theo định luật Charles, khi áp suất không đổi thì thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Do đó phát biểu b đúng.

Trong quá trình đẳng áp luôn có , với $T$tính theo đơn vị kelvin. Vì vậy phát biểu c đúng.

Định luật Charles chỉ sử dụng nhiệt độ tuyệt đối. Không thể áp dụng trực tiếp với nhiệt độ theo độ C nên phát biểu d sai.

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

Theo định luật Charles, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối nên phát biểu a đúng.

Biểu thức $V = kT$ cho thấy đồ thị $V$theo $T\left( K \right)$ là đường thẳng đi qua gốc tọa độ. Vì vậy phát biểu b đúng.

Nếu nhiệt độ tuyệt đối giảm còn một nửa thì thể tích cũng giảm còn một nửa. Do đó phát biểu c đúng.

Trong quá trình đẳng áp, áp suất luôn không đổi nên phát biểu d sai.

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

Định luật Charles được áp dụng cho một lượng khí xác định nên phát biểu a đúng.

Điều kiện áp dụng là áp suất không đổi nên phát biểu b đúng.

Biểu thức thường dùng của định luật là $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$. Vì vậy phát biểu c đúng.

Trong mọi phép tính phải sử dụng nhiệt độ tuyệt đối theo kelvin. Do đó phát biểu d sai.

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

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{3{,}0 \times 450}}{{300}} = 4{,}5$L.

Thể tích tăng từ 3,0 L lên 4,5 L nên phát biểu a đúng.

Kết quả tính được bằng 4,5 L nên phát biểu b đúng.

Trong quá trình đẳng áp, tỉ số $\frac{V}{T}$ không đổi nên phát biểu c đúng.

Đề bài cho quá trình đẳng áp nên áp suất luôn không đổi. Vì vậy phát biểu d sai.

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

Vì áp suất gần như không đổi nên không khí thực hiện quá trình đẳng áp. Do đó phát biểu a đúng.

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{1800 \times 400}}{{320}} = 2250$m³.

Độ tăng thể tích là $2250 - 1800 = 450$m³ nên phát biểu c đúng.

Định luật Charles bắt buộc sử dụng nhiệt độ tuyệt đối theo kelvin. Không được thay trực tiếp bằng độ C nên phát biểu d sai.

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

Quá trình là đẳng áp nên áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{2{,}4 \times 450}}{{300}} = 3{,}6$L.

Độ tăng thể tích là $3{,}6 - 2{,}4 = 1{,}2$L nên phát biểu b đúng.

Trong quá trình đẳng áp, tỉ số $\frac{V}{T}$luôn không đổi nên phát biểu c đúng.

Khi tính toán theo định luật Charles phải sử dụng nhiệt độ tuyệt đối. Không được thay trực tiếp bằng độ C nên phát biểu d sai.

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

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{1{,}8 \times 348}}{{290}} = 2{,}16$L.

Độ tăng thể tích là $2{,}16 - 1{,}8 = 0{,}36$L, tương ứng $\frac{{0{,}36}}{{1{,}8}} \times 100\% = 20\%$. Vì vậy phát biểu b đúng.

Đề bài cho quá trình đẳng áp nên áp suất không thay đổi. Do đó phát biểu c sai.

Theo định luật Charles, khi nhiệt độ tuyệt đối tiếp tục tăng và áp suất không đổi thì thể tích tiếp tục tăng. Vì vậy phát biểu d đúng.

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

Sau giai đoạn thứ nhất, áp dụng định luật Charles: ${V_2} = \frac{{5{,}0 \times 400}}{{320}} = 6{,}25$L nên phát biểu a đúng.

Từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối, ${V_3} = \frac{{5{,}0 \times 500}}{{320}} = 7{,}81$L (làm tròn đến hai chữ số thập phân). Vì vậy phát biểu b đúng.

Do cả hai giai đoạn đều là quá trình đẳng áp nên có thể áp dụng trực tiếp giữa trạng thái đầu và trạng thái cuối. Vì vậy phát biểu c đúng.

Trong toàn bộ quá trình luôn có $\frac{V}{T} = hangso$, nên phát biểu d đúng.

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

Thể tích cuối là ${V_2} = 1{,}2{V_1} = 3{,}0$L nên phát biểu a đúng.

Áp dụng định luật Charles: ${T_2} = \frac{{{V_2}{T_1}}}{{{V_1}}} = \frac{{3{,}0 \times 300}}{{2{,}5}} = 360$K. Vì vậy phát biểu b đúng.

Độ tăng nhiệt độ là $360 - 300 = 60$K nên phát biểu c đúng.

Nhiệt độ cuối là 360 K, không phải 360°C. Vì vậy phát biểu d sai.

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

Sau khi đun nóng, áp dụng định luật Charles: ${V_2} = \frac{{4{,}0 \times 375}}{{300}} = 5{,}0$L nên phát biểu a đúng.

Sau khi làm nguội đến 330 K, ${V_3} = \frac{{4{,}0 \times 330}}{{300}} = 4{,}4$L nên phát biểu b đúng.

Do $4{,}4 > 4{,}0$nên thể tích cuối vẫn lớn hơn thể tích ban đầu. Vì vậy phát biểu c đúng.

Thể tích chỉ trở về giá trị ban đầu nếu nhiệt độ cũng trở về 300 K. Trong bài toán, nhiệt độ cuối là 330 K nên phát biểu d sai.

Đáp án: 3,0

Quá trình của khí là quá trình đẳng áp nên áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{2{,}5 \times 360}}{{300}} = 3{,}0$L.

Vậy thể tích của khí sau khi đun nóng là 3,0 L.

Đáp án: 4,5

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{6{,}0 \times 240}}{{320}} = 4{,}5$L.

Vậy thể tích sau khi làm lạnh là 4,5 L.

Đáp án: 300

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${T_2} = \frac{{2{,}4 \times 400}}{{3{,}2}} = 300$K.

Vậy nhiệt độ cuối của khí là 300 K.

Đáp án: 0,375

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{1{,}5 \times 350}}{{280}} = 1{,}875$L.

Độ tăng thể tích là ${\rm{\Delta }}V = 1{,}875 - 1{,}5 = 0{,}375$L.

Vậy thể tích của khí tăng 0,375 L.

Đáp án: 375

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${T_2} = \frac{{6{,}0 \times 300}}{{4{,}8}} = 375$K.

Vậy nhiệt độ cuối của khí là 375 K.

Đáp án: 2,7

Quá trình là đẳng áp nên áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{5{,}4 \times 450}}{{300}} = 8{,}1$L.

Độ tăng thể tích là ${\rm{\Delta }}V = 8{,}1 - 5{,}4 = 2{,}7$L.

Vậy thể tích của khí tăng 2,7 L.

Đáp án: 6,0

Nhiệt độ cuối là ${T_2} = 360\left( {1 - 20\% } \right) = 288$K.

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${V_2} = \frac{{7{,}5 \times 288}}{{360}} = 6{,}0$L.

Vậy thể tích cuối của khí là 6,0 L.

Đáp án: 3,6

Vì toàn bộ quá trình đều là đẳng áp nên có thể áp dụng trực tiếp định luật Charles giữa trạng thái đầu và trạng thái cuối.

Ta có ${V_3} = \frac{{2{,}4 \times 480}}{{320}} = 3{,}6$L.

Có thể kiểm tra theo hai giai đoạn: sau giai đoạn thứ nhất ${V_2} = \frac{{2{,}4 \times 400}}{{320}} = 3{,}0$L; sau giai đoạn thứ hai ${V_3} = \frac{{3{,}0 \times 480}}{{400}} = 3{,}6$L.

Vậy thể tích cuối của khí là 3,6 L.

Đáp án: 420

Áp dụng định luật Charles: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}$.

Suy ra ${T_2} = \frac{{3000 \times 350}}{{2500}} = 420$K.

Độ tăng nhiệt độ là $420 - 350 = 70$K.

Vậy cần đun nóng không khí đến 420 K.

Đáp án: 6,75

Sau giai đoạn thứ nhất, nhiệt độ là ${T_2} = 300\left( {1 + 20\% } \right) = 360$K.

Sau giai đoạn thứ hai, nhiệt độ là ${T_3} = 360\left( {1 + 25\% } \right) = 450$K.

Áp dụng định luật Charles giữa trạng thái đầu và trạng thái cuối: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_3}}}{{{T_3}}}$.

Suy ra ${V_3} = \frac{{4{,}5 \times 450}}{{300}} = 6{,}75$L.

Vậy thể tích cuối của khí là 6,75 L.