Giải SGK Vật lí 12 Cánh diều Bài 2. Phương trình trạng thái khí lí tưởng có đáp án

Dụng cụ:

- Xi lanh trong suốt có độ chia nhỏ nhất 0,5 cm$^{3}$ (1).

- Pit-tông có ống nối khí trong xi lanh với áp kế (2).

- Áp kế có độ chia nhỏ nhất 0,05.10$^{5}$ Pa (3).

- Giá đỡ thí nghiệm (4).

- Thước đo (5).

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như hình vẽ.

- Dịch chuyển từ từ pit-tông để làm thay đổi thể tích khí.

- Đọc giá trị của thể tích và áp suất trên áp kế tương ứng thu được bảng giá trị

- Rút ra mối liên hệ p và V.

- Đồ thị:

- Bảng kết quả

Tích pV ở trong các lần có giá trị gần bằng nhau.

Đồ thị p – V dựa vào bảng số liệu có hình dạng gần giống với đồ thị hình 2.4a.

Chuẩn bị:

- Xi lanh thuỷ tinh dung tích 50 mL, có độ chia nhỏ nhất 1 mL (1).

- Nhiệt kế điện tử (2).

- Ba cốc thuỷ tinh (3), (4), (5).

- Nút cao su để bịt đầu ra của xi lanh.

- Giá đỡ thí nghiệm (6).

- Nước đá, nước ấm, nước nóng.

- Dầu bôi trơn.

Tiến hành:

Bước 1: Cho một chút dầu bôi trơn vào pit-tông để pit-tông dễ dàng di chuyển trong xi lanh. Điều chỉnh pit-tông ở mức 30 mL, bịt đầu ra của xi lanh bằng nút cao su.

Bước 2: Ghi giá trị nhiệt độ phòng và thể tích không khí trong xi lanh vào vở tương tự như bảng dưới.

Bước 3: Đổ nước đá vào cốc (3).

Bước 4: Nhúng xi lanh và nhiệt kế vào cốc. Sau khoảng thời gian 3 phút, ghi giá trị thể tích V của không khí trong xi lanh và nhiệt độ t vào bảng số liệu.

Bước 5: Lần lượt đổ nước ấm vào cốc (4) và nước nóng vào cốc (5). Thực hiện tương tự bước 4 ở mỗi trường hợp.

- Bảng kết quả

Tỉ số trong các lần đo có giá trị gần bằng nhau.

- Đồ thị:

Đồ thị thu được theo kết quả thí nghiệm có dạng giống với đồ thị hình 2.5.

Trạng thái 1: p$_{1}$; V$_{1}$; T$_{1}$

Trạng thái 2’: p$_{2}$; V’$_{2}$; T$_{1}$

Trạng thái 2: p$_{2}$; V$_{2}$; T$_{2}$

Trạng thái 1 với trạng thái 2’ có cùng nhiệt độ, của trạng thái 2' với trạng thái 2 có cùng áp suất.

Xét quá trình (1) sang quá trình (3) là quá trình đẳng áp, quá trình (3) sang quá trình (2) là quá trình đẳng nhiệt:

Trạng thái 1: p$_{1}$; V$_{1}$; T$_{1}$

Trạng thái 3: p$_{1}$; V1'; T$_{2}$

Trạng thái 2: p$_{2}$; V$_{2}$; T$_{2}$

Quá trình đẳng áp: $\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{1}^{'}}{{T}_{2}}\Rightarrow {V}_{1}^{'}=\frac{{V}_{1}.{T}_{2}}{{T}_{1}}$ (2)

Quá trình đẳng nhiệt: ${p}_{1}{V}_{1}^{'}={p}_{2}{V}_{2}$ (1)

Thay (1) vào (2) được: ${p}_{1}\frac{{V}_{1}{T}_{2}}{{T}_{1}}={p}_{2}{V}_{2}\Leftrightarrow \frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$

Vậy: Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.

Áp dụng công thức:$pV=nRT\Rightarrow {3.10}^{5}.0{,}02=n.8{,}31.(27+273)\Rightarrow n=2{,}41\ mol$

Khối lượng không khí trong lốp xe: $m=n.M=2{,}41.28{,}8=69{,}41\ g$

Nguyên lý hoạt động của bình xịt aerosol dựa trên sự tạo ra áp suất và sự phân tán của chất lỏng. Quá trình hoạt động diễn ra như sau:

- Khi bạn nhấn nút nhấn, hệ thống chất đẩy được kích hoạt, tạo ra áp suất trong chai.

- Áp suất tạo ra bởi hệ thống chất đẩy đẩy chất lỏng lên qua van phun.

- Khi chất lỏng tiếp xúc với van phun, áp suất cao sẽ làm cho chất lỏng bị phân tán thành hạt nhỏ.

- Hạt nhỏ này được đẩy ra khỏi van phun thông qua áp suất và tạo thành một dòng sương mịn.

- Khi dòng sương mịn phun ra sẽ được sử dụng để phun lên bề mặt hoặc trong không gian nhằm đạt được hiệu quả sử dụng mong muốn.