MasterSchool

Vật lý lớp 12 · KNTT · Chương 2

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng

Chương 2: Khí lí tưởng · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng theo chương trình Kết nối tri thức với cuộc sống. Cung cấp kiến thức trọng tâm, sơ đồ trực quan, công thức KaTeX chuẩn và câu hỏi củng cố sâu sắc.

Lớp

II. Bài tập ví dụ

III. Bài tập vận dụng

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Dạng 1: Áp dụng các định luật thực nghiệm chất khí (Boyle, Charles, Amontons) cho các quá trình biến đổi trạng thái cơ bản và chuyển đổi đồ thị chu trình.
  • Dạng 2: Vận dụng phương trình Clapeyron - Mendeleev pV=mMRTpV = \frac{m}{M}RT giải bài toán bơm khí, nạp khí vào bình chứa, bóng thám không dãn nở ở tầng cao khí quyển.
  • Dạng 3: Bài toán ống thủy tinh chứa cột thủy ngân đặt nằm ngang, thẳng đứng, dốc nghiêng hoặc ống hình chữ U.
  • Dạng 4: Tính động năng phân tử Eđ‾=32kBT\overline{E_đ} = \frac{3}{2}k_B T, nội năng của khí lí tưởng đơn nguyên tử U=NEđ‾=32nRTU = N\overline{E_đ} = \frac{3}{2}nRT và tốc độ căn quân phương vrmsv_{\text{rms}}.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Câu 1: Phương pháp giải bài toán biến đổi đồ thị trạng thái chất khí giữa các hệ tọa độ (p,V),(V,T),(p,T)(p, V), (V, T), (p, T)?
Bước 1: Lập bảng thông số trạng thái (p,V,T)(p, V, T) cho từng điểm đỉnh của chu trình. Bước 2: Nhận dạng quy luật biến thiên của từng đoạn: Đẳng nhiệt (T=constT = \text{const}), Đẳng áp (p=constp = \text{const}), Đẳng tích (V=constV = \text{const}). Bước 3: Áp dụng tính chất hình học trên hệ tọa độ mới (ví dụ: đẳng tích trên hệ (p,T)(p, T) là đường thẳng qua gốc OO, trên hệ (p,V)(p, V) là đường thẳng đứng).
Câu 2: Cách giải bài toán bình thông nhau hoặc bài toán nén/bơm khí vào bình chứa?
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn tổng số mol khí: ntổng=n1+n2+⋯  ⟺  pVRT=p1V1RT1+p2V2RT2n_{\text{tổng}} = n_1 + n_2 + \dots \iff \frac{p V}{R T} = \frac{p_1 V_1}{R T_1} + \frac{p_2 V_2}{R T_2}. Với bài toán bơm khí NN lần bằng ống bơm thể tích vv: Lượng khí ban đầu p0V0p_0 V_0 cộng thêm lượng khí bơm vào Np0vN p_0 v bằng lượng khí cuối cùng pVp V.
Câu 3: Bài toán ống thủy tinh chứa giọt thủy ngân: Điều kiện cân bằng áp suất khi ống đặt thẳng đứng, dốc nghiêng?
Áp suất khối khí bị giam trong ống: Khi ống nằm ngang: p=p0p = p_0. Khi ống thẳng đứng miệng ở trên: p=p0+hp = p_0 + h (với hh là chiều cao cột thủy ngân tính theo mmHg). Khi ống thẳng đứng miệng ở dưới: p=p0−hp = p_0 - h. Khi ống nghiêng góc α\alpha so với phương ngang: p=p0±hsin⁡αp = p_0 \pm h\sin\alpha.
Câu 4: Công thức tính nội năng của khí lí tưởng đơn nguyên tử và lưỡng nguyên tử?
Đối với khí lí tưởng đơn nguyên tử (He, Ne, Ar): Phân tử chỉ có 3 bậc tự do tịnh tiến, nội năng U=NEđ‾=32nRTU = N \overline{E_đ} = \frac{3}{2} n R T. Đối với khí lưỡng nguyên tử (H2,O2,N2H_2, O_2, N_2) ở nhiệt độ phòng: Có thêm 2 bậc tự do quay, nội năng U=52nRTU = \frac{5}{2} n R T. Độ biến thiên nội năng khi nhiệt độ đổi: ΔU=32nRΔT\Delta U = \frac{3}{2} n R \Delta T (đơn nguyên tử).

Đề luyện tập theo bài