3.4 SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CHẤT RẮN - CHẤT LỎNG - CHẤT KHÍ .1 Sự nóng chảy và sự đông đặc
3.4.3 Sự sôi và các đặc điểm của sự sôi
a) Sự sôi: là sự chuyển thể của chất lỏng sang chất khí không chỉ xảy ra ở bề mặt của chất lỏng mà còn xảy ra cả ở trong lòng chất lỏng.
b) Đặc điểm của sự sôi:
● Trong quá trình sôi nhiệt độ của chất lỏng không đổi
● Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất 3.5 BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
► TÓM TẮT CÔNG THỨC ◄
3
3
p( ) V( )
M( )
μ
R=8,31.10
.K T( )
Pa m
kmol
J kmol K
2
1
A = - = ΔU - Q
V
V
pdV Q=Mμ CΔT ΔU=M iμ 2RΔTv
C = i R
2 p
C = i +1 R 2
γ=i 2 i +
Quá trình ΔU Q A
1 2
1 2
p p
V const
T T
= → = M iμ 2RΔT M iμ 2RΔT 0
1 2
1 2
T T
p const
V V
= → = M iμ 2RΔT M iμ 2 +1 RΔT −Mμ RΔT
1 1 2 2
T =const→ p V = p V 0 2
1
lnV M RT
V M lnV21
RT V
− Đoạn nhiệt 1 1 1 2 2 1
1 1 2 2
p V p V TV T V
− −
=
→
=
M i RΔT
μ 2 0 M i RΔT
μ 2
► A>0: hệ nhận công – nội năng tăng ► Q > 0: hệ nhận nhiệt A<0: hệ sinh công – nội năng giảm Q < 0: hệ tỏa nhiệt pV=MRT
μ
BÀI 1: Một khối khí lí tưởng ở thể tích 10 lít, nhiệt độ 1270C, áp suất 1atm biến đổi qua 2 quá trình:
(1) → (2): đẳng tích, áp suất tăng 4 lần (2) → (3): đẳng áp, thể tích cuối là 15 lít a) Tính nhiệt độ sau mỗi quá trình?
b) Vẽ đồ thị các quá trình biến đổi trên hệ trục pOV và pOT. Cho Op là trục tung.
Đ/S: a) T2=1600K, T3=2400K; b) Vẽ hai hình BÀI 2: 160g khí oxy được nung nóng từ nhiệt độ 50°C đến 60°C. Tìm nhiệt lượng mà khối khí nhận được và độ biến thiên của nội năng của khối khí trong hai quá trình nhiệt động là đẳng tích và đẳng áp.
Đ/S: Qv = ΔU=1038 J & Qp = 1454 J, ΔU = 1038 J BÀI 3: Nén đoạn nhiệt một khối khí có khối lượng M = 2kg cho tới khi thể tích của nó bằng 1/10 thể tích ban đầu thì nhiệt độ của khối khí tăng từ 300°K lên đến 735,5°K. Cho biết công tiêu thụ khi nén khí là 673kJ. Hỏi chất khí đó là khí gì?
Đ/S: Nitơ.
BÀI 4: Người ta nung nóng đẳng áp 10g khí oxy ở áp suất 3 atm, nhiệt độ là 10°C để khí dãn nở đến thể tích bằng 10 lít. Hãy xác định:
a) Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí.
b) Độ biến thiên nội năng của khí.
c) Công do khí sinh ra khi dãn nở.
Đ/S: a. Q = 7728 J; b. ΔU = 5518 J; c. A = -2210 J BÀI 5: Có 56 g khí nitơ (N2) ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 27°C, được đựng trong bình kín. Biết rằng sau khi hơ nóng thì áp suất trong bình đạt 5 atm. Hỏi:
a) Nhiệt độ của khối khí trong bình lên đến bao nhiêu?
b) Thể tích của bình?
c) Độ tăng nội năng của khí trong bình.
Đ/S: a. T2 = 1500°K; b. V = 5 lít; c. ΔU = 49860 J BÀI 6: Một chất khí hai nguyên tử có thể tích V1 = 0,5 lít và áp suất p1 = 0,5 atm. Nó bị nén đoạn nhiệt với thể tích V2 và áp suất p2. Sau đó người ta giữ nguyên thể tích V2 và làm lạnh nó đến nhiệt độ ban đầu, khi đó áp suất của khí là p3 = 1atm. Hãy vẽ đồ thị của quá trình đó trong mặt phẳng (p, V), (V, T). Tính V2 và p2.
Đ/S: V2 = 0,25 l; p2 = 1,32 atm.
BÀI 7: Một khối khí nitơ ở áp suất p1= 1atm thể tích V1=10 lít được dãn nở đến thể tích gấp đôi. Tìm áp suất cuối cùng và công của khí sinh ra. Nếu quá trình dãn nở đó là: a) Đẳng áp, b) Đẳng nhiệt, c) Đoạn nhiệt.
Đ/S: a) A = -9,8.102 J; b) p2 = 0,5at, A = -693 J; c) p2 = 0,37 atm; A 600 (J) BÀI 8: Nén đoạn nhiệt một khối khí CO2 có M = 3kg ở nhiệt độ T1 = 300°K tới khi thể tích của nó bằng 1/10 thể tích ban đầu. Xác định công tiêu tốn cho quá trình nén đó. Giả thiết CO2 là khí lý tưởng.
Đ/S: A = 588,63 kJ BÀI 9: Một lượng khí oxy ở trạng thái thứ nhất (A) có thể tích V1 = 3 lít, ở nhiệt độ 27°C và áp suất p1 = 8,2.105 (N/m2). Ở trạng thái thứ hai (B), khí có các thông số V2 = 4,5 lít và p2 = 6.105 (N/m2).
Tìm nhiệt lượng mà khí sinh ra khi dãn nở và độ biến thiên nội năng của khối khí. Giải bài toán trong trường hợp biến đổi chất khí từ trạng thái thứ nhất sang trạng thái thứ hai theo hai con đường là ACB và ADB.
Đ/S: (ACB): Q = 1,55 (kJ), A’ = 0,92 (kJ), ΔU = 0,63 (kJ) & (ADB): Q = 1,88 (kJ), A’ = 1,25 (kJ), ΔU = 0,63 (kJ) BÀI 10: Một kmol khí nitơ ở điều kiện chuẩn, dãn đoạn nhiệt sao cho thể tích của nó tăng lên gấp năm lần. Tính công do khối khí thực hiện và độ biến thiên nội năng của khối khí.
Đ/S: A’ = 2,7.106 (J); ΔU = -2,7.106 (J).
BÀI 11: Một xilanh chứa khí lí tưởng ở áp suất 0,7atm và nhiệt độ 47oC.
a) Tính nhiệt độ trong xilanh khi áp suất trong xilanh tăng đến 8atm còn thể tích khí trong xilanh giảm 5lần.
b) Tương tự, tính áp suất bên trong xilanh khi giữ pittong cố định tăng nhiệt độ khí trong xilanh lên tới 273oC.
Đ/S: a)4580C; b) 1,2atm BÀI 12: Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10oC, trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính thể tích của lượng khí đã ra khỏi phòng?
Đ/S:1,6m3 BÀI 13: Một khối khí lý tưởng có thể tích 10 lít, nhiệt độ 270C áp suất 1 atm biến đổi qua 2 quá trình:
• Quá trình 1: Đẳng tích, áp suất tăng gấp đôi.
• Quá trình 2: Đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít.
a) Tìm nhiệt độ T2 của khối khí.
b) Tìm nhiệt độ sau cùng T3 của khối khí.
c) Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi của khí trong các hệ tọa độ (V, T)
Đ/S: a)-1230C; b) -480C; c) Vẽ T là trục hoành Bài 14: Cho khối khí có trạng thái biến đổi
theo chu trình biến đổi như đồ thị. Biết T1=300K.
a/ Kể tên các quá trình biến đổi trạng thái?
b/ Tính T2, V3 của khối khí?
Đ/S: T2=600K; V3=2,5lít Bài 15: Một khối khí lý tưởng thực hiện
chu trình (1) – (2) – (3) – (1) được biểu diễn trên hệ tọa độ (pOT) với số liệu như hình bên. Cho thể tích của khối khí ở trạng thái (1) là 50 cm3.
a) Gọi tên các quá trình biến đổi trạng thái b) Tìm thể tích của khối khí ở trạng thái (2) và trạng thái (3).
c) Vẽ lại chu trình trong hệ tọa độ (pOV).
Đ/S: V2=25cm3; V3=50cm3
---MỤC LỤC ---
Phần CƠ HỌC [1]
CHƯƠNG 1. ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN [1]
1.1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM [1]
1.2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM [22]
1.3. BẢO TOÀN VÀ BIẾN THIÊN NĂNG LƯỢNG [34]
1.4. CƠ HỌC VẬT RẮN [58]
1.5 BÀI TẬP ĐỘNG HỌC VẬT RẮN [76]
Chương 2. CƠ HỌC CHẤT LỎNG [87]
2.1 KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU VỀ THỦY TĨNH HỌC [87]
2.2 CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT LỎNG [91]