Bài tập quá trình đẳng áp, định luật Gay-Lussac, các dạng Bài tập quá trình đẳng áp, định luật Gay-Lussac, phương pháp giải Bài tập quá trình đẳng áp, định luật Gay-Lussac vật lí lớp 10 cơ bản, nâng cao.
Video bài giảng quá trình đẳng áp - Định luật GayLussac

Dạng Bài tập quá trình đẳng áp, định luật Gay-Lussac cơ bản:
phương pháp
áp dụng biểu thức định luật Gay-Lussac tính các thông số nhiệt độ, thể tích

\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}=...=\dfrac{V_{n}}{T_{n}}\]​

=> V tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T

V₂ – V₁ = V₁α(T₂ - T₁)​

Trong đó:

• V: thể tích của khối khí
  
• T: nhiệt độ tuyệt đối của khối khí (K)
• α = 1/T₁

Thể tích của khối khí trong bình hình trụ chiều dài l, tiết diện S:

V= l.S​

Bài tập 1: Thể tích của một lượng khí lí tưởng xác định thay đổi 1,7 lit sau khi nhiệt độ tăng từ 32^oC lên 117^oC. Tính thể tích của khối khí trước và sau thay đổi nhiệt độ, coi quá trình là đẳng áp.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán
Trạng thái 1: T₁ = 305K; V₁
Trạng thái 2: T₂ = 390K; V₂ = V₁ + 1,7 (lít)
Giải
\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => V₁ = 6,1 lít ; V₂ = 7,8 lít

Bài tập 2: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 10% sau khi nhiệt độ tăng đẳng áp đến 47^oC. Xác định nhiệt độ ban đầu của khối khí.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán
Trạng thái 1: T₁; V₁
Trạng thái 2: T₂ = 320K; V₂ = V₁ + 0,1V$_{1 }$= 1,1V₁
Giải
\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => T₁=290,9K

Bài tập 3: Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 1% và nhiệt độ tuyệt đối tăng thêm 3K khi đung nóng đẳng áp khối khí. Tính nhiệt độ ở trạng thái ban đầu của khối khí.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán
Trạng thái 1: T₁; V₁
Trạng thái 2: T₂ = T₁ + 3; V₂ = V₁ + 0,01V₁ = 1,01V₁
Giải
\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => T₁ = 300K

Bài tập 4: Một khối khí lí tưởng có nhiệt độ ở trạng thái ban đầu là 27^oC. Xác định nhiệt độ của khối khi sau khi đun nóng đẳng áp biết thể tích của khối khí tăng lên 3 lần

Hướng dẫn

Phân tích bài toán
Trạng thái 1: T₁ = 300K; V₁
Trạng thái 2: V₂ = 3V₁
Giải
V₂=3V₁ => T₂=3T₁=900K

Bài tập 5: Ống thủy tinh tiết diện S một đầu kín (hình vẽ), một đầu ngăng bởi giọt thủy ngân. Chiều dài cột không khí bên trong ống thủy tinh là l₁=20cm, nhiệt độ bên trong ống là 27^oC. Tìm chiều cao của cột không khí bên trong ống khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, coi quá trình biến đổi trạng thái với áp suất là không đổi.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán
Trạng thái 1: T₁ = 300K; V₁ = l₁.S
Trạng thái 2: T₂ = 310K, V₂ = l₂.S
Giải
\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => l₂=20,67cm

Bài tập 6: Một bình cầu thể tích 45cm³ chứa khí lí tưởng được nối với một ống khí hình trụ tiết diện 0,1cm$^{2 }$một đầu được chặn bởi giọt thủy ngân (hình vẽ). Ở nhiệt độ 20^oC chiều dài cột khí trong ống là 10cm, xác định chiều dài của cột không khí trong ống khi nhiệt độ tăng đến 25^oC biết rằng áp suất của khí quyển là không đổi.

Hướng dẫn

Phân tích bài toán
Trạng thái 1: T₁ = 293K, V₁ = 45 + l₁.S = 46cm³
Trạng thái 2: T₂ = 298K; V₂ = 45 + l₂.S
Giải
\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}\] => l₂ = 17,85cm

Bài tập 7. 12g khí chiếm thể tích 4 lít ở 7^oC, sau khi nung nóng đẳng áp khối lượng riêng của khí là 1,2g/lit. Tìm nhiệt độ của khí sau khi nung nóng.

Hướng dẫn

V₂ = m/D₂ = 12/1,2 = 10lit
T₂ = T₁.V₂/V₁ = 700K

Bài tập 8. Khối lượng riêng không khí trong phòng (27^oC) lớn hơn khối lượng riêng của không khí ngoài sân nắng (42^oC) bao nhiêu lần. Biết áp suất không khí trong và ngoài phòng như nhau

Hướng dẫn

D₁ = m/V₁; D₂ = m/V₂ => V₂/V₁ = D₁/D₂ = T₂/T₁ = 1,05

Bài tập 9. Khí ở lò thoát ra theo ống khói hình trụ. Ở đầu dưới, khí có nhiệt độ 727^oC và chuyển động với vận tốc 5m/s. Hỏi vận tốc của khí ở đầu trên của ống (có nhiệt độ 227^oC). Áp suất coi như không đổi.

Hướng dẫn

Gọi u₁; u₂ là vận tốc của khí ở đầu dưới và đầu trên của ống khói
S là tiết diện của ống khói
xét trong 1 giây
thể tích vào đầu dưới: V₁ = V_oαT₁ = u₁S
thể tích ra đầu trên: V₂ = V_oαT₂ = u₂S
=> V₂/V₁ = u₂/u₁ = T₂/T₁ => u₂ = 2,5m/s

Bài tập 10. Một áp kế khí gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích 270cm³ gắn với một ống nhỏ AB nằm ngang có tiết diện 0,1cm². Trong ống có một giọt thủy ngân. Ở 0^oC giọt thủy ngân cách A 30cm. Tìm khoảng di chuyển của giọt thủy ngân khi nung nóng bình cầu đến 10^oC. Coi dung tích bình là không đổi.

Hướng dẫn

T₁ = 273K, khi có thể tích là V₁ = V + Sx₁
T₂ = 283K, khí có thể tích là V₂ = V + Sx₂
V₂ – V₁ = V₁α($T_{2}$ – $T_{1}$) = S(x₂ – x₁) =>
\[x_{2}-x_{1}=\dfrac{(270+30.0,1).10}{0,1.273}\] = 100cm

Bài tập 11. Một áp kế khí như hình vẽ. Biết ở 0^oC, giọt thủy ngân cách A 30cm, ở 5^oC các A 50cm. Tính dung tích bình. Coi dung tích bình là không đổi.

Hướng dẫn

T₁ = 273K ; V₁ = V + Sx₁
T₂ = 278K, V₂ = V + Sx₂
V₂ – V₁ = V₁(αT₂ - T₁) = S(x₂ – x₁)
(V + Sx₁)(αT₂ – 1) = S(x₂ – x₁) => V = 106,2cm³

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lí lớp 10 chương chất khí

nguồn vật lí phổ thông trực tuyến