Đề Luyện Tập Vật Lý 12: Quá Trình Đẳng Nhiệt và Định Luật Boyle

Trong thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng nhiệt không có dụng cụ đo nào sau đây?

Một thí nghiệm được bố trí gồm xi lanh, pit-tông và áp kế để khảo sát mối liên hệ giữa áp suất và thể tích của khí. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Năm 1662 nhà khoa học Robert Boyle người Anh làm thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng nhiệt về mối liên hệ giữa áp suất và thể tích của một khối khí xác định. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle đã bố trí thí nghiệm như hình.

Bảng kết quả thí nghiệm đo thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi:
$$\begin{array}{cccc}\text{Laˆˋn đo}& p(\text{Bar})& V(\text{mL})& pV\\ 1& 1,14& 130& \\ 2& 1,18& 125& \\ 3& 1,23& 120& \\ 4& 1,28& 115& \\ 5& 1,35& 110& \end{array}$$

Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm tìm hiểu về mối liên hệ giữa áp suất ($p$) và thể tích ($V$) của một lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi. Họ sử dụng bộ thí nghiệm có độ chia nhỏ nhất của áp kế và xi lanh lần lượt là 1 Psi và 2 mL. Họ tiến hành thí nghiệm như sau: giữ một lượng khí xác định trong xilanh, dùng tay quay dịch chuyển chậm pit-tông để làm thay đổi thể tích khí; kết quả giá trị áp suất, thể tích của khí thu được theo bảng bên dưới.
$$\begin{array}{cccc}\text{Laˆˋn đo}& V(\text{mL})& p(\text{Psi})& k=pV\\ 1& 57& 32,7& \\ 2& 59& 31,7& \\ 3& 61& 30,7& \\ 4& 63& 29,7& \\ 5& 65& 28,7& \end{array}$$

Các phát biểu sau đúng hay sai?

Gọi $p$, $V$ và $T$ lần lượt là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một khối khí lí tưởng xác định. Công thức nào sau đây mô tả đúng định luật Boyle?

Một khối khí lí tưởng xác định có áp suất $p$, thể tích $V$, nhiệt độ tuyệt đối $T$. Công thức nào dưới đây mô tả đúng định luật Boyle?

Hệ thức nào sau đây diễn tả đúng định luật Boyle?

Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9 lít đến thể tích 6 lít thì thấy áp suất tăng thêm một lượng 40 kPa. Áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu kPa?

Một khối khí lí tưởng xác định được làm tăng áp thêm 80\% ở nhiệt độ không đổi thì thể tích biến đổi một lượng 3 lít. Thể tích ban đầu của khối khí đó là

Đối với một lượng khí lí tưởng xác định, khi nhiệt độ không đổi thì áp suất

Một khối khí có thể tích 30 lít, ở áp suất $10^5$ Pa. Nén khối khí với nhiệt độ không đổi sao cho áp suất tăng thêm $3\cdot 10^5$ Pa thì thể tích của khối khí đó là

Nén một lượng khí lí tưởng trong bình kín thì quá trình đẳng nhiệt xảy ra như thế nào?

Đặc điểm nào sau đây không phải đặc điểm của quá trình đẳng nhiệt?

Hệ thức nào sau đây là của định luật Boyle?

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, mật độ phân tử khí trong một đơn vị thể tích

Định luật Boyle cho biết hệ thức liên hệ giữa

Một lượng khí có thể tích $15,0$ m${}^3$ và áp suất $1,0$ atm, người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất $2,5$ atm. Thể tích của khí nén là

Để thuận tiện trong việc rút thuốc từ lọ thuốc kín, y tá thường bơm một lượng khí vào lọ thuốc bằng một ống tiêm trước khi rút thuốc ra. Một lọ thuốc có thể tích $0,9$ mL, bên trong chứa $0,5$ mL thuốc, và áp suất khí trong lọ thuốc là $1,0\times 10^5$ Pa. Y tá bơm khí có diện tích mặt cắt ngang của ống tiêm là $0,3$ cm${}^2$, chiều dài $0,4$ cm, và áp suất khí là $1,0\times 10^5$ Pa vào lọ thuốc. Giả sử nhiệt độ trong và ngoài lọ thuốc giữ nguyên và không thay đổi, khí được coi là khí lí tưởng. Hỏi áp suất khí trong lọ thuốc lúc này là bao nhiêu Pa?

"Bệnh khí nén" thường gặp ở thợ lặn là một tình trạng xảy ra khi khí hoà tan trong máu (thường là Nitrogen) hình thành các bong bóng do sự giảm áp suất đột ngột. Cho biết áp suất khí quyển bằng 1 atm, cứ xuống sâu 10 m thì áp suất tăng 1 atm và nhiệt độ không thay đổi trong quá trình người thợ lặn làm việc. Từ độ sâu 50 m nổi lên mặt nước thể tích bong bóng khí

Người ta biến đổi đẳng nhiệt một khối khí có thể tích là 12 lít ở áp suất $10^5$ Pa sang trạng thái có áp suất $1,5\cdot 10^5$ Pa. Sau khi biến đổi, thể tích khối khí là

Khi nhiệt độ được giữ không đổi, một khối khí xác định thực hiện quá trình biến đổi trạng thái.

Trạng thái 1: Khi áp suất khí giảm 3 bar thì thể tích khí biến đổi 3 dm${}^3$.

Trạng thái 2: Khi thể tích khí giảm 1 dm${}^3$ thì áp suất biến đổi 2 bar.

Các phát biểu sau đúng hay sai?

Hai xi lanh được nối với nhau nhờ một ống hẹp, ngăn cách bởi van. Một xi lanh có thể tích 80 cm${}^3$ chứa khí ở áp suất $2,0\cdot 10^5$ Pa, xi lanh còn lại là môi trường chân không với thể tích 20 cm${}^3$. Van được mở để khí lấp đầy cả hai xi lanh. Cho rằng nhiệt độ của chất khí là không đổi. Áp suất mới của khí là

Nén đẳng nhiệt khối khí xác định làm áp suất thay đổi một lượng là $0,5$ atm. Biết thể tích và áp suất ban đầu lần lượt là 5 lít và 2 atm. Tính thể tích của khối khí lúc sau?

Trong hệ tọa độ $(p,V)$, đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng nhiệt?

Đồ thị biểu diễn định luật Boyle là một nhánh của đường hyperbol. Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng nhiệt khác nhau. Hình bên là các đường đẳng nhiệt của cùng một lượng khí ứng với 3 nhiệt độ $T_1$, $T_2$ và $T_3$ thì

Xét tính đúng sai của các phát biểu sau khi nói về quá trình đẳng nhiệt.

Quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định được biểu diễn bằng đồ thị hình vẽ. Biết ở trạng thái (1) chất khí có thể tích $V_1=100$ cm${}^3$. Thể tích của chất khí tại trạng thái (2) bằng bao nhiêu cm${}^3$?

Quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí được biểu diễn bằng đồ thị hình bên. Biết ở trạng thái (1) khối khí có áp suất 2 atm. Áp suất của khối khí ở trạng thái (2) bằng bao nhiêu atm (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định được biểu diễn bằng đồ thị hình vẽ. Áp suất của chất khí tại trạng thái (2) bằng bao nhiêu atm?

Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất $p$ theo thể tích $V$ khi nhiệt độ không đổi của một lượng khí lí tưởng xác định. Gọi $S_1$ và $S_2$ lần lượt là diện tích các hình chữ nhật ABCD và DEFG. Hệ thức đúng giữa $S_1$ và $S_2$ là

Người ta dùng một bơm tay có ống bơm dạng hình trụ dài 50 cm và bán kính trong 4 cm để bơm không khí vào một túi cao su sao cho túi phồng lên, có thể tích là $6,28$ lít và áp suất không khí trong túi là 4 atm. Biết áp suất khí quyển là 1 atm và coi nhiệt độ của không khí được bơm vào túi không đổi. Số lần đầy bơm xấp xỉ là

Một bình chứa khí oxygen có thể tích 20 lít và áp suất 10 atm được mở van bơm khí vào các lọ chân không có thể tích 5 lít; để sau khi bơm, áp suất trong các lọ là 1 atm. Biết nhiệt độ của khí không đổi. Bình khí có thể cung cấp khí tối đa cho bao nhiêu lọ?

Để bơm đầy một khí cầu (chưa có khí bên trong) đến thể tích 100 m${}^3$ có áp suất $1,2$ atm ở nhiệt độ không đổi người ta dùng các ống khí Hêli có thể tích 50 lít ở áp suất 100 atm cùng nhiệt độ với khí cầu. Số ống khí Hêli cần để bơm khí cầu là

Sử dụng một cái bơm để bơm không khí vào quả bóng đá có bán kính khi bơm căng là 11 cm. Mỗi lần bơm đưa được $0,32$ lít khí ở điều kiện 1 atm vào bóng. Giả thiết rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí và nhiệt độ không đổi trong quá trình bơm. Hỏi sau 35 lần bơm thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu atm (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Một học sinh dùng bơm tay để bơm không khí vào một quả bóng cao su có thể tích là 3 lít, với áp suất không khí là $10^5$ N/m${}^2$. Xy lanh của bơm có chiều cao là 42 cm, đường kính là 5 cm. Hỏi học sinh đó phải bơm bao nhiêu lần để không khí trong bóng có áp suất $5\cdot 10^5$ N/m${}^2$? Biết trong quá trình bơm nhiệt độ không thay đổi, trước khi bơm trong quả bóng đã có không khí có áp suất $10^5$ N/m${}^2$.

Người ta bơm không khí áp suất 1 atm, vào bình có dung tích 10 lít. Biết mỗi lần bơm, bơm được 250 cm${}^3$ không khí. Trước khi bơm đã có không khí 1 atm trong bình và trong khi bơm nhiệt độ không khí không đổi. Áp suất khí trong bình sau 50 lần bơm là

Một bọt khí hình cầu bán kính $r$ được hình thành ở đáy hồ nước có độ sâu $10,0$ m và chuyển động lên mặt nước. Biết áp suất khí quyển là $p_0=1,01\cdot 10^5$ Pa, coi nhiệt độ của nước không thay đổi theo độ sâu và khối lượng riêng của nước là $D=997$ kg/m${}^3$; lấy $g=9,81$ m/s${}^2$. Khi đến mặt nước bán kính của bọt khí đó bằng

Ống thủy tinh dài 60 cm đặt thẳng đứng đầu hở ở trên, đầu kín ở dưới. Một cột không khí cao 20 cm bị giam trong ống bởi một cột thủy ngân cao 40 cm. Biết áp suất khí quyển là 80 cmHg, lật ngược ống lại để đầu kín ở trên, đầu hở ở dưới, coi nhiệt độ không đổi, một phần thủy ngân bị chảy ra ngoài. Hỏi thủy ngân còn lại trong ống có độ cao bao nhiêu?

Ống thủy tinh đặt thẳng đứng đầu hở ở trên, đầu kín ở dưới. Một cột không khí cao 20 cm bị giam trong ống bởi một cột thủy ngân cao 40 cm. Biết áp suất khí quyển là 80 cmHg, lật ngược ống lại để đầu kín ở trên, đầu hở ở dưới, coi nhiệt độ không đổi, nếu muốn lượng thủy ngân ban đầu không chảy ra ngoài thì chiều dài tối thiểu của ống phải bằng

Một ống thủy tinh một đầu kín tiết diện đều được cắm thẳng đứng vào một chậu thủy ngân đủ sâu. Cột không khí trong ống lúc đầu cao 10 cm. Bề mặt thủy ngân trong ống cao hơn bề mặt thủy ngân bên ngoài ống 70 cm. Áp suất khí quyển là 76 cmHg. Di chuyển ống từ từ xuống dưới theo phương thẳng đứng sao cho bề mặt thủy ngân trong ống cao hơn bề mặt thủy ngân ngoài ống 64 cm. Lúc này, chiều dài cột không khí trong ống thủy tinh là

Một ống thủy tinh thẳng tiết diện đều hở cả hai đầu, được cắm thẳng đứng vào một bình thủy ngân sao cho một đầu cao hơn bề mặt thủy ngân 8 cm. Áp suất khí quyển là 76 cmHg. Dùng ngón tay bịt kín đầu trên của ống rồi nâng ống thẳng đứng đi lên 46 cm. Khi đó, chiều dài cột không khí trong ống là bao nhiêu? Coi nhiệt độ cột khí trong ống là không đổi.

Một xi lanh tiết diện 10 cm${}^2$ đặt nằm ngang, trong ống là một lượng khí được bao bởi pit-tông có thể trượt không ma sát trong ống. Áp suất khí quyển là $p_0=10^5$ Pa. Ban đầu, cột khí trong ống dài là 20 cm. Dùng lực đẩy ngang từ từ đẩy pit-tông di chuyển sang trái 4 cm. Lúc này, lực đẩy đó có độ lớn là

Một bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3 cm. Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu vòi bơm và ấn pit-tông từ từ để nén không khí trong bơm sao cho nhiệt độ không khí không thay đổi. Lực tay tác dụng lên pit-tông khi thể tích của không khí trong bơm giảm đi 4 lần là bao nhiêu N? Lấy áp suất khí quyển $p_0=10^5$ Pa.

Cho một xi lanh có một đầu kín và một đầu hở đặt thẳng đứng ở ngoài không khí với áp suất khí quyển bằng $10^5$ Pa. Pit-tông của xi lanh có khối lượng 500 gam, tiết diện đều bằng 12 cm${}^2$ giữ một lượng khí lí tưởng trong xi lanh. Khi cân bằng pit-tông cao 100 cm. Ta đặt nhẹ thêm một vật có khối lượng $m^{\prime }=400$ gam lên pit-tông thì khi đạt trạng thái cân bằng mới pit-tông đã dịch chuyển một đoạn bằng $\Delta x$. Biết nhiệt độ khí không thay đổi, lấy gia tốc rơi tự do $g=10$ m/s${}^2$. Hãy xác định $\Delta x$ theo đơn vị centimet (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)?

Một lượng khí chứa trong xilanh và pit-tông nhẹ, cột khí có chiều dài 30 cm và diện tích pit-tông là 40 cm${}^2$, áp suất khí quyển là $p_0=10^5$ N/m${}^2$. Coi nhiệt độ khí bên trong xilanh không đổi và bỏ qua ma sát giữa pit-tông và xilanh. Đặt lên pit-tông một quả cân có khối lượng 10 kg, khi cân bằng pit-tông đã dịch chuyển một đoạn

Khi lấy nước từ một bình đang nút kín, ta chỉ lấy được một ít dù trong bình vẫn còn nhiều nước. Từ hiện tượng đó, một học sinh đã nảy ra ý tưởng thực hiện thí nghiệm xác định áp suất khí quyển bằng các dụng cụ đơn giản sau: Một ống thủy tinh hình trụ trong suốt có nút kín ở trên (N) và vòi nhỏ có khóa (k) ở đáy, thước đo chiều dài. Học sinh này tiến hành làm thí nghiệm theo các bước sau:

$\text{Bước 1:}$ Đo chiều dài của ống là $L_0$, mở nút đổ nước vào ống đến chiều dài là $L_1$ rồi nút kín ống ($L_1<L_0$).

$\text{Bước 2:}$ Mở khóa $k$ để nước chảy ra ngoài cho đến khi nước không chảy ra nữa dù vẫn còn nước trong ống, đo chiều dài cột nước được $L_2$.

$\text{Bước 3:}$ Thực hiện các thao tác tính toán và đưa ra kết quả về áp suất khí quyển.

Coi khối lượng riêng của nước và gia tốc trọng trường là $D$ và $g$ đã biết, nhiệt độ không đổi trong quá trình thao tác. Các phát biểu sau đúng hay sai?