Dựa vào định luật Boyle, giải thích tại sao có thể rút thuốc (thể lỏng) từ trong lọ thuốc vào xilanh của ống tiêm khi nhân viên y tế kéo pit-tông như Hình 6.1.

Khi thay đổi thể tích của một khối lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi thì áp suất khí thay đổi như thế nào?

Các thông số trạng thái của một lượng khí đều là đại lượng có thể đo hoặc xác định được bằng các dụng cụ đo lường.

1. Người ta dùng các dụng cụ nào để đo, xác định các thông số trạng thái của lượng khí trong hộp kín ở Hình 9.1?

2. Nêu tên đơn vị của các đại lượng này trong hệ SI.

Hãy so sánh các thông số trạng thái của không khí trong một quả bóng bay đã được bơm khi để trong bóng mát và khi để ngoài nắng (Hình 9.3).

Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm về chất khí

- Xi lanh trong suốt có độ chia nhỏ nhất 05, cm (1). 

- Pit-tông có ống nối khí trong xi lanh với áp kế (2). 

- Áp kế có độ chia nhỏ nhất 0,05.105 Pa (3).

- Giá đỡ thí nghiệm (4).

- Thước đo (5).

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 9.4.

- Dịch chuyển từ từ pit-tông để làm thay đổi thể tích khí.

- Đọc và ghi kết quả thí nghiệm vào vở tương tự mẫu ở Bảng 9.1.

Từ kết quả thí nghiệm ở Bảng 9.1, thực hiện các yêu cầu sau:

1. Xác định giá trị của tích pV trong mỗi lần thí nghiệm.

2. Vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V trong hệ toạ độ (p,V). 

3. Phát biểu mối quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt.

1. Nếu vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của p vào 1/V thì đường biểu diễn sẽ có dạng như thế nào? Tại sao?

2. Tìm ví dụ về quá trình đẳng nhiệt trong đời sống.

1. Một quả bóng chứa 0,04 m' không khí ở áp suất 120 kPa. Tính áp suất của không khí trong bóng khi làm giảm thể tích bóng còn 0,025 m² ở nhiệt độ không đổi.

2. Một bọt khí nổi từ đáy giếng sâu 6 m lên mặt nước. Khi lên tới mặt nước, thể tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần? Coi áp suất khí quyển là 1,013.10⁵ Pa; khối lượng riêng của nước giếng là 1 003 kg/m³ và nhiệt độ của nước giếng không thay đổi theo độ sâu.

Một lượng khí ở điều kiện tiêu chuẩn có thể tích 2 m³. Nếu nén đẳng nhiệt lượng khí này tới áp suất 5.10⁵ Pa thì thể tích của lượng khí sẽ là

A. 10 m³.

B. 1 m³.

C. 0,4 m³.

D. 4 m³.

Để đưa thuốc từ lọ vào trong xilanh của ống tiêm, ban đầu nhân viên y tế đẩy pit- tông sát đầu trên của xilanh, sau đó đưa đầu kim tiêm (được gắn với ống tiêm) vào trong lọ thuốc. Khi kéo pit-tông, thuốc sẽ chảy vào trong xilanh (Hình 6.1). Quá trình lấy máu dùng trong xét nghiệm tại các cơ sở y tế cũng hoàn toàn tương tự. Ứng dụng trên dựa vào các định luật của chất khí. Vậy, đó là những định luật nào?

1. Dự đoán mỗi liên hệ giữa áp suất và thể tích khi nén pit-tông xuông hoặc kéo pit-tông lên.

2. Tiến hành thí nghiệm theo các bước hướng dẫn, từ đó tính toán và kiểm tra biểu thức dự đoán, rút ra kết luận về mối liên hệ giữa p và V

1. Từ số liệu Bảng 6.1, vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa p và V trong hệ toa độ p - V và p - \(\frac{1}{V}\). Nhận xét về dạng đồ thị.

2. Từ Hình 6.4, chứng minh rằng: T₂ > T₁

Nén đẳng nhiệt một khối khí từ thể tích ban đầu 9 lít xuống còn 4 lít. Áp suất của khối khí sau khi nén tăng hay giảm bao nhiêu lần?

Hình nào dưới đây mô tả quá trình đẳng áp của một khối lượng khí xác định?

Một khối khí xác định dãn nở đẳng nhiệt từ thể tích ban đầu 5 lít đến 12 lít thì áp suất khối khí đã giảm một lượng 80 kPa. Áp suất ban đầu của khối khí bằng bao nhiêu?

Dụng cụ

- Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 10⁵ Pa).

- Xilanh (2).

- Pit-tông (3) gắn với tay quay (4).

Phương án thí nghiệm

- Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

- Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.

- Mở van áp kế, dùng tay quay dịch chuyển pit-tông sang phải để lấy một lượng khí xác định vào xilanh.

- Đóng van, đọc và ghi giá trị áp suất p (hiện trên áp kế), thể tích V của khí trong xilanh (theo vạch chia trên xilanh) khi đó.

- Dùng tay quay cho pit-tông dịch chuyển từ từ đến các vị trí mới. Đọc giá trị p, V ứng với mỗi vị trí và ghi kết quả theo mẫu Bảng 2.1.

Kết quả

- Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi.

- Tính tích pV của mỗi lần đo và rút ra nhận xét.

Vẽ đồ thị p - V theo số liệu thu được trong thí nghiệm đã thực hiện hoặc theo số liệu ở Bảng 2.1 và so sánh với dạng đồ thị trong Hình 2.4.

Đồ thị p theo \(\frac{1}{V}\) có dạng đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc toạ độ cho thấy giữa hai đại lượng p và V có mối quan hệ gì?

Một quả bóng có chứa 0,04 m³ khí ở áp suất 120 kPa. Nếu giảm thể tích quả bóng xuống còn 0,025 m³ ở nhiệt độ không đổi thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu?

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

A. \(\frac{{{p_1}}}{{{V_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{V_2}}}\)

B. \({p_1}{T_1} = {p_2}{T_2}\)

C. \({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\)

D. \(p = \frac{1}{V}\)

Một bình chứa 140 dm³ khí nitrogen (N₂) ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 1 atm. Nén thật chậm để thể tích của khí N₂ trong bình còn 42 dm³ sao cho nhiệt độ không đổi.

a) Tính áp suất của khí sau khi nén.

b) Nếu nén thật nhanh thì sẽ ảnh hưởng như thể nào đến nhiệt độ và áp suất của khí?

Áp suất khí quyến là 1,00 . 10⁵ Pa tương đương với áp suất của một cột nước có độ cao 10,0 m. Một bong bóng chứa oxygen (O₂) có thể tích 0,42 cm³ được giải phóng bởi một cây thuý sinh ở độ sâu 2,50 m. Tính thể tích của bong bóng khi đến mặt nước. Nêu rõ các gần đúng đã áp dụng khi tính.

 Khi nén khí đẳng nhiệt thì số phân tử trong một đơn vị thể tích

 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác định?

 Một xilanh chứa 150 cm³ khí ở 2.10⁵ pa Pít-tông nén khí trong xilanh xuống còn 75 cm³. Nếu coi nhiệt độ không đổi thì áp suất trong xilanh bằng

 Một bọt khí ở đáy hồ sâu 7,5 m nổi lên trên mặt nước. Giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ là như nhau. Cho biết áp suất khí quyển p_o = 75 cmHg, và khối lượng riêng của thủy ngân là 1,36.10⁴ kg/m³. Thể tích bọt khí đã tăng lên

 Một khối lượng khí lí tưởng xác định có áp suất 2 atm được làm tăng áp suất lên đến 8 atm ở nhiệt độ không đổi thì thể tích biến đổi một lượng là 3 lít. Thể tích ban đầu của khối là

 Nếu áp suất của một lượng khí lí tưởng xác định tăng 1,5.10⁵ Pa thì thể tích biến đổi 3 lít. Nếu áp suất của lượng khí đó tăng 3.10⁵ Pa thì thể tích biến đổi 5 lít. Biết nhiệt độ không đổi, áp suất và thể tích ban đầu của khí là

 Một quả bóng đá có dung tích 2,5 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 10⁵ Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 125 cm³ không khí. Biết trước khi bơm, trong bóng có không khí ở áp suất 10⁵ Pa và nhiệt độ không đổi trong thời gian bơm. Áp suất không khí trong quả bóng sau 20 lần bơm bằng

 Biết ở điều kiện tiêu chuẩn, khối lượng riêng của oxygen là 1,43 kg/m³. Khối lượng khí oxygen đựng trong một bình kín có thể tích 15 lít dưới áp suất 150 atm ở nhiệt độ 0^oC bằng

 Một ống thủy tinh tiến diện đều S, một đầu kín một đầu hở, ở giữa có một cột thủy ngân dài h = 16 cm. Khi đặt ống thẳng đứng đầu hở ở trên thì chiều dài của cột không khí là ℓ₁ = 15 cm. Áp suât khí quyển p_o = 76 cmHg. Khi đặt ống thủy tinh thẳng đứng, đầu hở ở phía dưới thì cột không khí trong ống có chiều dài ℓ₂ bằng

 Cho một lượng khí không đổi thực hiện một quá trình biển đổi như hình vẽ sau:

Biết rằng ban đầu khối khí có thể tích V = 6 lít, Thể tích của khối khí ở trạng thái cuối bằng: