Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Thi thử toàn quốc ĐGNL sư phạm Hà Nội 18-19/4/2026 Xem chi tiết
Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Để tìm hiểu mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ của một khối lượng khí xác định

Câu hỏi số 956071:
Vận dụng

Để tìm hiểu mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ của một khối lượng khí xác định khi thể tích không đổi, một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm như sau: Gắn chặt một cảm biến áp suất vào miệng một bình cầu thủy tinh kín có dung tích $V_{0}$ thông qua một ống nhựa nhỏ. Nhúng chìm phần bình cầu vào một chậu nước, để phần ống nhựa và cảm biến ở ngoài không khí. Sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ của nước (coi nhiệt độ của khí trong bình cầu bằng nhiệt độ của nước). Tiến hành đun nóng từ từ chậu nước, đợi hệ cân bằng sau mỗi lần đun và ghi lại các giá trị áp suất $p$ tương ứng với nhiệt độ $t$ (${}^{0}C$).

Đúng Sai
a) Trong tiến trình thí nghiệm này, nhiệt độ của nước là biến độc lập và áp suất của khối khí là biến phụ thuộc.
b) Từ đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự phụ thuộc của $p$ theo $t(^{0}C)$, nhóm học sinh có thể rút ra kết luận: Áp suất của lượng khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ bách phân (Celsius) của nó.
c) Trong thực tế, do phần ống nhựa nằm ngoài chậu nước luôn giữ ở nhiệt độ phòng (không được đun nóng), sai số hệ thống này sẽ làm cho giá trị áp suất đo được ở các nhiệt độ cao luôn lớn hơn so với giá trị lí thuyết (nếu coi toàn bộ lượng khí đều được đun nóng).
d) Giả sử ban đầu hệ ở $27^{0}C$, áp suất đo được là $1,00 \times 10^{5}$ Pa. Khi đun nước đến $87^{0}C$ (coi toàn bộ lượng khí được đun nóng đều và bỏ qua qua thể tích ống nhựa), cảm biến chỉ đo được áp suất là $1,15 \times 10^{5}$ Pa. Bỏ qua sự rò rỉ khí, nhóm học sinh suy luận nguyên nhân sự sai lệch này là do bình thủy tinh đã giãn nở nhiệt. Dựa vào số liệu thực nghiệm này, thể tích của bình thủy tinh ở $87^{0}C$ đã tăng xấp xỉ 4,35% so với ban đầu.

Đáp án đúng là: Đ; S; S; Đ

Quảng cáo

Xem lời giải
Câu hỏi:956071
Phương pháp giải

Áp dụng định luật Charles và phương trình trạng thái khí lí tưởng: $\dfrac{pV}{T} = const$

Đánh giá sai số thí nghiệm và hiện tượng giãn nở vì nhiệt của chất rắn.

Giải chi tiết

Ý a) Đúng. Người làm thí nghiệm chủ động thay đổi nhiệt độ bằng cách đun nóng (đây là biến độc lập) để quan sát sự thay đổi tương ứng của áp suất (đây là biến phụ thuộc).

Ý b) Sai. Áp suất của khối khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối $T$ (đơn vị Kelvin), chứ không tỉ lệ thuận với nhiệt độ bách phân $t(^{0}C)$. Đồ thị biểu diễn $p$ theo $t(^{0}C)$ là một đường thẳng bậc nhất nhưng không đi qua gốc tọa độ.

Ý c) Sai. Giả sử bình có thể tích $V_{1}$ ở nhiệt độ cao $T$, phần ống nhựa có thể tích $V_{2}$ ở nhiệt độ phòng $T_{0}$ ($T_{0} < T$).

Áp suất thực tế đo được là $p_{do}$, ta có lượng khí bảo toàn: $n = \dfrac{p_{do}V_{1}}{RT} + \dfrac{p_{do}V_{2}}{RT_{0}} = \dfrac{p_{do}}{R}(\dfrac{V_{1}}{T} + \dfrac{V_{2}}{T_{0}})$.

Nếu toàn bộ khí được đun nóng đến nhiệt độ $T$, áp suất lí thuyết là $p_{lt}$, ta có: $n = \dfrac{p_{lt}(V_{1} + V_{2})}{RT} = \dfrac{p_{lt}}{R}(\dfrac{V_{1}}{T} + \dfrac{V_{2}}{T})$.

Vì $T_{0} < T$ nên $\dfrac{V_{2}}{T_{0}} > \dfrac{V_{2}}{T}$. Từ đó suy ra cụm $(\dfrac{V_{1}}{T} + \dfrac{V_{2}}{T_{0}}) > (\dfrac{V_{1}}{T} + \dfrac{V_{2}}{T})$. Do lượng khí $n$ không đổi, suy ra $p_{do} < p_{lt}$. Vậy giá trị đo được phải nhỏ hơn giá trị lí thuyết.

Ý d) Đúng.

Trạng thái 1: $T_{1} = 27 + 273 = 300$ K; $p_{1} = 1,00 \times 10^{5}$ Pa; thể tích $V_{1}$.

Trạng thái 2: $T_{2} = 87 + 273 = 360$ K; $p_{2} = 1,15 \times 10^{5}$ Pa; thể tích $V_{2}$.

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng vì khối lượng lượng khí không đổi:

$\left. \dfrac{p_{1}V_{1}}{T_{1}} = \dfrac{p_{2}V_{2}}{T_{2}}\Rightarrow V_{2} = V_{1} \cdot \dfrac{p_{1}T_{2}}{p_{2}T_{1}} \right.$

Thay số:

$V_{2} = V_{1} \cdot \dfrac{1,00 \times 10^{5} \cdot 360}{1,15 \times 10^{5} \cdot 300} = V_{1} \cdot \dfrac{360}{345} = \dfrac{24}{23}V_{1} \approx 1,04348V_{1}$

Độ tăng phần trăm của thể tích bình là:

$\dfrac{\Delta V}{V_{1}} \times 100\% = \dfrac{V_{2} - V_{1}}{V_{1}} \times 100\% = (\dfrac{24}{23} - 1) \times 100\% \approx 4,35\%$

Đáp án cần chọn là: Đ; S; S; Đ

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn