Giải SGK Vật lí 12 CTST Bài 6. Định luật Boyle. Định luật Charles có đáp án

Dự đoán:

- Khi nén pit-tông: thể tích khối khí giảm, số va chạm giữa các phân tử khí với thành bên trong xilanh tăng lên, do đó áp suất tăng.

- Khi kéo pit-tông lên: thể tích khối khí tăng, khoảng cách giữa các phân tử khí tăng lên, số va chạm giữa các phân tử khí với thành bên trong xilanh giảm đi, áp suất giảm.

- Bảng số liệu

- Nhận xét: p và V có mỗi quan hệ tỉ lệ nghịch với nhau hay tích số pV trong các lần thí nghiệm gần bằng nhau.

Đồ thị:

Nhận xét: Đồ thị có dạng hypebol.

Chọn một giá trị V bất kì trên trục OV, kẻ một đường thẳng song song với Op, cắt hai đồ thị tại hai điểm, từ hai điểm đó kẻ đường thẳng song song với trục OV, cắt Op tại hai điểm p$_{1}$ và p$_{2}$.

Từ đồ thị ta thấy, với cùng một thể tích V, ở hai nhiệt độ T$_{1}$ và T$_{2}$ thì có hai áp suất tương ứng là p$_{1}$ và p$_{2}$. Với p$_{2}$ > p$_{1}$ do đó các phân tử khí ở nhiệt độ T$_{2}$ chuyển động nhiệt nhanh hơn, tạo ra áp suất lớn hơn, do đó nhiệt độ T$_{2}$ > T$_{1}$.

- Ban đầu:

+ Thể tích khí trong xilanh (V₁) lớn.

+ Áp suất khí trong xilanh (p₁) bằng áp suất khí quyển (p₀).

- Khi kéo pit-tông:

+ Thể tích khí trong xilanh (V₂) giảm.

+ Theo định luật Boyle, áp suất khí trong xilanh (p₂) tăng.

+ Vì p₂ > p₀, áp suất khí trong xilanh lớn hơn áp suất khí quyển.

- Kết quả:

+ Thuốc (thể lỏng) bị đẩy từ lọ thuốc vào xilanh do chênh lệch áp suất.

+ Chênh lệch áp suất = p₂ - p₀

- Đồ thị:

- Đồ thị có dạng đường thẳng, đường kéo dài đi qua gốc toạ độ. Mối liên hệ giữa V và T là mối quan hệ tỉ lệ thuận.

- Đồ thị:

- Đồ thị có dạng đường thẳng, đường kéo dài đi qua gốc toạ độ. Mối liên hệ giữa V và T là mối quan hệ tỉ lệ thuận.

Dựa vào đồ thị đã vẽ ở trên, giải thích bằng cách dùng khái niệm áp suất, khi cùng một thể tích, nhiệt độ T$_{1}$ > T$_{2}$ nên các phân tử khí va chạm ở nhiệt độ cao lớn hơn, gây ra áp suất lớn hơn do đó p$_{1}$ > p$_{2}$. Do đó, đường đẳng áp p$_{2}$ phải ở trên đường đẳng áp p$_{1}$.

Gọi V$_{1}$ là thể tích khối khí trước khi dãn nở, V$_{2}$ là thể tích khối khí sau khi dãn nở.

Áp dụng quá trình đẳng áp: $\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}\Rightarrow \frac{{V}_{1}}{32+273}=\frac{{V}_{1}+1{,}7}{117+273}\Rightarrow {V}_{1}=6{,}1\ lit;{V}_{2}=7{,}8\ lit$

Đáp án đúng là D

A, B – quá trình đẳng tích

C – quá trình đẳng nhiệt

Áp dụng quá trình đẳng áp: $\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}\Rightarrow \frac{\frac{m}{{D}_{1}}}{42+273}=\frac{\frac{m}{{D}_{2}}}{27+273}\Rightarrow \frac{{D}_{2}}{{D}_{1}}=1{,}05$

Khối lượng riêng của không khí trong nhà lớn hơn khối lượng riêng của không khí ngoài sân 1,05 lần.