Quá trình đẳng tích và định luật Charles được đề cập chi tiết trong bài viết dưới đây. Kienguru đã cung cấp các điểm lý thuyết đáng chú ý và gợi ý giải chi tiết những bài tập vật lý 10 bài 30. Mời các bạn học sinh cùng xem qua để thuận tiện cho việc ôn tập, nắm vững kiến thức môn Vật lý 10.
I. Tổng hợp lý thuyết môn vật lý 10 bài 30
Lý thuyết về quá trình đẳng tích và định luật Charles được áp dụng để giải bài tập vật lý 10 bài 30, được Kienguru tổng hợp ngay dưới đây.
Lý thuyết về quá trình đẳng tích
Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi được gọi là quá trình đẳng tích.
Định luật Charles
Với một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích thì áp suất và nhiệt độ tuyệt đối tỉ lệ thuận với nhau.
p ∼ T → p/T = h/s
Đường đẳng tích là đường gì?
Đường đẳng tích là đường khi thể tích không đổi biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ.
Đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,T) là đường thẳng mà sẽ đi qua gốc tọa độ nếu nó được kéo dài.
II. Gợi ý giải bài 30 vật lý 10 sgk
Các bài tập trong SGK vật lý 10 bài 30 được cung cấp lời giải đầy đủ và rõ ràng trong phần dưới đây.
Câu 1 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Trình bày về quá trình đẳng tích và đưa ra một ví dụ về quá trình này.
Hướng dẫn giải:
Quá trình biến đổi trạng thái khí mà thể tích không thay đổi được gọi là quá trình đẳng tích.
Ví dụ: Cho khí vào xilanh, cố định piston và đặt xilanh vào chậu nước nóng. Khi đó, T và p tăng nhưng V giữ nguyên.
Câu 2 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Trình bày hệ thức liên hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
Hướng dẫn giải:
p ∼ T => p/T = Hằng số
Câu 3 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Phát biểu định luật Charles
Hướng dẫn giải:
Định luật Charles: Với một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích thì áp suất và nhiệt độ tuyệt đối tỉ lệ thuận với nhau.
Câu 4 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Hệ thức nào không phù hợp với định luật Charles trong các hệ thức dưới đây ?
Hướng dẫn giải:
Định luật Charles: Với một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích thì áp suất và nhiệt độ tuyệt đối tỉ lệ thuận với nhau.
Công thức:
= hằng số hay p ~ T
Mà T = t + 273 => p không tỷ lệ với nhiệt độ t trong nhiệt giai Xen-xi-út.
=> Chọn đáp án B
Câu 5 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p, T), ?
A. Đường hypebol là đường đẳng tích
B. Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ là đường đẳng tích
C. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ là đường đẳng tích
D. Đường thẳng cắt trục p tại điểm p = p0 là đường đẳng tích
Hướng dẫn giải:
Theo lý thuyết, chọn đáp án B.
Câu 6 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Hệ thức nào phù hợp với định luật Charles trong số các hệ thức sau đây ?
Hướng dẫn giải:
Định luật Charles: Với một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích thì áp suất và nhiệt độ tuyệt đối tỉ lệ thuận với nhau.
p/T = hằng số hay p ~ T
=> Chọn đáp án B
Câu 7 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Một lượng khí chứa trong một bình chứa ở nhiệt độ 30o C và áp suất 2 bar. Biết 1 bar = 105 Pa, hãy xác định để áp suất tăng gấp đôi thì nhiệt độ phải tăng lên tới bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng định luật Charles cho quá trình đẳng tích, ta có:
Câu 8 – SGK Vật Lý 10 – Bài 30
Không khí trong một chiếc lốp ô tô có áp suất 5 bar và nhiệt độ 25oC. Khi lốp xe nóng lên vì xe chạy nhanh thì nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 50oC. Xác định áp suất của không khí trong lốp xe lúc này là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng định luật Sác-lơ cho quá trình đẳng tích, ta có:
Vậy áp suất trong lốp xe là 5,42.105 (Pa) khi nhiệt độ tăng lên.
III. Lời giải và đáp án bài tập vật lý 10 bài 30 sbt
Dưới đây là một số bài tập vật lý 10 bài 30 trong SBT để các bạn học sinh củng cố kiến thức.
Bài 30.1 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Hệ thức nào không phù hợp với nội dung định luật Charles trong các hệ thức dưới đây ?
A. p/T = hằng số.
B. p ∼ 1/T.
C. p ∼ T.
D. p1/T1 = p2/T2
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án B
Bài 30.2 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Cho một lượng khí chứa trong một bình kín gần như không nở vì nhiệt. Đốt nóng lượng khí đó sao cho nhiệt độ tuyệt đối tăng lên 1,5 lần. Xác định áp suất của khí trong bình khi đó:
A. tăng lên 3 lần.
B. giảm đi 3 lần.
C. tăng lên 1,5 lần.
D. giảm đi 1,5 lần.
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án C
Bài 30.3 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Đường biểu diễn nào trong các đường dưới đây không phù hợp với quá trình đẳng tích ?
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án C
Bài 30.4 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Quá trình nào trong các quá trình dưới đây có liên quan tới định luật Charles ?
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án C
Bài 30.5 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Một bình kín chứa khí ôxi ở nhiệt độ 20oC và áp suất 105 Pa. Áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ 40oC thì ?
A. 2.105Pa.
B. 1,068.105Pa.
C. 20.105Pa.
D. 10,68.105Pa.
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án B
Bài 30.6 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Bơm căng không khí của một săm xe máy ở nhiệt độ 20oC và áp suất 2 atm. Biết áp suất tối đa mà sămchịu được là 2,5 atm và coi thể tích của săm tăng không đáng kể. Ở nhiệt độ là bao nhiêu thì săm sẽ bị nổ khi để ngoài nắng ?
A. trên 45oC.
B. dưới 45oC.
C. trên 93oC.
D. dưới 46oC.
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án C
Bài 30.7 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Nung nóng một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn lên tới 200oC. Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể hãy xác định áp suất không khí trong bình là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
p2 = p1T2/T1
= 1,013.105.473/273
= 1,755.105Pa
Bài 30.8 – SBT Vật Lý 10 – Bài 30
Đậy kín một bình hình trụ có dung tích 8 lít và đường kính trong 20 cm được đặt thẳng đứng bằng một nắp có khối lượng 2 kg. Khí ở trong bình có nhiệt độ 100oC và chịu mức áp suất bằng áp suất 105 N/m2. Nếu nhiệt độ giảm xuống mức 20oC thì:
a) Mức áp suất khí trong bình là bao nhiêu?
b) Cần một lực bằng bao nhiêu để mở nắp bình?
Hướng dẫn giải:
a. Xét lượng khí trong bình.
Trạng thái đầu:
V1 = 8 lít;
T1 = 373 K
p1 = 105 N/m2.
Trạng thái cuối:
V2 = 8 lít;
T2 = 293 K
p2 = ?
Vì thể tích không đổi nên:
p1/T1 = p2/T2
⇒ p2 = p1T2/T1
= 7,86.104 N/m2
b. Nắp cần được tác dụng vào nó một lực thắng được trọng lượng của nắp và lực gây ra bởi sự chênh lệch áp suất giữa không khí bên ngoài và bên trong bình:
F = mg + S(p1 – p2)
= mg + πd2/4(p1 – p2)
= 692N
Trên đây là các lý thuyết liên quan đến định luật Charles và các bài tập vật lý 10 bài 30. Bài viết đã cung cấp một cách đầy đủ và chi tiết nhất các kiến thức và hướng dẫn giải để các bạn học sinh lớp 10 ôn tập dễ dàng nhất.
Các bạn hãy truy cập vào website Kienguru.vn để theo dõi những lý thuyết liên quan và các dạng bài tập cụ thể để thuận tiện ôn tập môn vật lý hơn nhé.
Chúc các bạn đạt nhiều điểm số cao!