Một quả bóng đá có các thông số kĩ thuật như bảng bên dưới. Coi không khí trong quả bóng là khí lí tưởng và ở nhiệt độ \({{25}^{\text{o}}}\text{C}\). Bỏ qua độ dày của vỏ quả bóng. Lấy \(1~\text{Psi}=6895\text{ }\!\!~\!\!\text{ Pa}\).

 Số mol không khí trong quả bóng là

Hình bên là súng phun sơn HVLP ( High-Volume, Low-Pressure) một công cụ quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như xây dựng, sản xuất ô tô, đồ gỗ,… Súng phun sơn không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo chất lượng sơn đồng đều, mịn màng và bền lâu. Điều chỉnh áp suất khí sao cho phù hợp, thường ở mức \({{p}_{0}}=2,5~\text{bar}\) ở nhiệt độ \({{t}_{0}}=27{{~}^{\text{o}}}\text{C}\) để có thể tạo lớp sơn đều, mịn. Biết trung bình lượng không khí phun ra là \(Q~=~200~\text{l }\!\!\acute{\mathrm{i}}\!\!\text{ t}/\text{ph }\!\!\acute{\mathrm{u}}\!\!\text{ t}\), khối lượng mol của không khí là \(M=29~\text{g}/\text{mol}~\)( coi lượng sơn phun ra cùng với không khí là không đáng kể) và \(1\text{ }\!\!~\!\!\text{ bar}=~{{10}^{5}}~\text{Pa}\). Cho hằng số Boltzman \(k=1,{{38.10}^{-23}}~\text{J}/\text{K}\). Coi toàn bộ khí là khí lý tưởng.

Vào mùa đông, ở một số khu vực có thời tiết lạnh, người ta thường dùng lò sưởi điện để làm ấm không khí trong căn phòng kín có kích thước \(3 \mathrm{~m} \times 5 \mathrm{~m} \times 10 \mathrm{~m}\) (thể tích không khí chiếm \(80 \%\) thể tích căn phòng). Một lò sưởi điện có ghi \(220 \mathrm{~V}-880 \mathrm{~W}\) được sử dụng với dòng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V .

Khi bắt đầu bật lò sưởi điện, nhiệt độ không khí trong phòng là \(15^{\circ} \mathrm{C}\), áp suất \(0,97 \cdot 10^{5} \mathrm{~Pa}\). Sau khi bật lò sưởi được một khoảng thời gian \(\mathrm{t}(\mathrm{s})\), nhiệt độ không khí trong phòng là \(20^{\circ} \mathrm{C}\). Lượng khí thoát ra khỏi phòng không đáng kể.

Biết khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất \(1 \mathrm{Bar}=10^{5} \mathrm{~Pa}\), nhiệt độ \(25^{\circ} \mathrm{C}\) ) là 1,169 \(\mathrm{kg} / \mathrm{m}^{3}\); Nhiệt dung riêng của không khí là \(1005 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\). Hiệu suất của quá trình sưởi ấm không khí trong phòng là \(\mathrm{H}_{\text {sưởi }}=70 \%\). Xem không khí trong phòng là khí lí tưởng.

Tính khối lượng không khí trong căn phòng theo đơn vị kilogram ( kg ) (làm tròn đến hàng đơn vị).

Dưới đáy biển sâu 200m có một bọt khí có thể tích 1 cm³ nổi lên trên mặt nước. Nhiệt độ không khí trên mặt nước là 30°C, nhiệt độ dưới đáy biển là 4°C. Lấy g = 10 m/s². Khối lượng riêng của nước biển là 1200 kg/m³; áp suất khí quyển ngay trên mặt biển là 101300 N/m².

Một chai thuỷ tinh chứa không khí được đậy kín bằng một cái nút có khối lượng 300 g . Tiết diện trong của miệng chai là \(S=4 \pi \mathrm{~cm}^{2}\). Khi ở nhiệt độ phòng \(\mathrm{t}_{1}=25^{\circ} \mathrm{C}\) người ta xác định được áp suất của khối khí trong chai bằng với áp suất khí quyển và bằng \(\mathrm{p}_{\mathrm{kq}}=1 \mathrm{~atm}(1 \mathrm{~atm}=101325 \mathrm{~Pa})\). Nút chai bị đẩy thụt ngang với miệng chai nên không thể dùng tay lấy nút chai ra được. Người ta phải dùng biện pháp là nhúng ngập chai thủy tinh đó vào trong nồi nước sôi (như hình bên) thì sau một khoảng thời gian thấy cái nút bị đẩy di chuyển đi lên. Cho gia tốc trọng trường \(\mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}, 1 \mathrm{~atm}=101325 \mathrm{~Pa}\); ma sát giữa nút và thành chai là \(\mathrm{F}_{\mathrm{ms}}=3\) N . Bỏ qua sự giãn nở vì nhiệt của vỏ chai.

Tính nhiệt độ \(\mathrm{T}_{\mathrm{kk}}\) của khối khí trong chai khi cái nút bắt đầu bị đẩy di chuyển đi lên (tính theo đơn vị kelvin và làm tròn đến hàng đơn vị).

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Một ống nghiệm tiết diện đều có chiều dài 80 cm , đặt thẳng đứng chứa một khối khí lí tưởng đến nửa ống, phía trên của ống là một cột thủy ngân. Nhiệt độ lúc đầu của khối khí là \(27^{\circ} \mathrm{C}\). Áp suất khí quyển là 760 mmHg .

Ở nhiệt độ \(27^{\circ} \mathrm{C}\) thể tích của một lượng khí là 30 lít. Ở nhiệt độ \(227^{\circ} \mathrm{C}\) và áp suất khí không đổi, thể tích của lượng khí đó là:

Một bình oxygen y tế bệnh nhân thở trong giai đoạn phục hồi sức khỏe, bệnh nhân cần di chuyển thường xuyên hoặc bệnh nhân thở tại nhà có thể tích cố định là 10 lít chứa khí oxygen với áp suất ban đầu là 150 atm ở nhiệt độ 20 °C. Khí trong bình tuân theo định luật khí lý tưởng.

Giả sử một người sử dụng bình oxygen và giảm số phân tử oxygen trong bình còn 1,505·10²⁴ phân tử ở nhiệt độ 20 °C. Khi đó, áp suất của oxygen trong bình là bao nhiêu atm? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).

Một bình khí nén dành cho thợ lặn có dung tích \(V=8,00\) lít chứa khí có áp suất \(p_{I}=8,50 \mathrm{~atm}\) ở nhiệt độ \(27,0^{\circ} \mathrm{C}\). Khối lượng tổng cộng của bình và khí là \(1,52 \mathrm{~kg}\). Mở khoá bình để một phần khí thoát ra ngoài.

Đèn trời hay thiên đăng là loại đèn làm bằng giấy, dùng để thả cho bay lên trời sau khi đốt đèn như hình bên. Xét một đèn trời có dạng hình trụ thẳng đứng, có mặt trên và mặt xung quanh làm bằng giấy mỏng và kín, mặt dưới hở và có gắn một ngọn đèn nhỏ. Thể tích của đèn trời (thể tích của hình trụ) là \(V=0,10~{{\text{m}}^{3}}\). Cho biết khi đèn trời bắt đầu bay lên thì không khí trong đèn trời có nhiệt độ \({{t}_{1}}={{67}^{\text{o}}}\text{C}\), áp suất của không khí ở bên trong và bên ngoài đèn trời là như nhau và bằng \(p={{10}^{5}}~\text{Pa}\). Nhiệt độ của không khí bên ngoài đèn trời là \({{t}_{2}}={{27}^{\text{o}}}\text{C}\). Ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ \({{t}_{0}}={{0}^{\text{o}}}\text{C}\) và áp suất \({{p}_{0}}=1,{{013.10}^{5}}~\text{Pa}\)), không khí có khối lượng riêng \({{\rho }_{0}}=1,29~\text{kg}/{{\text{m}}^{3}}\). Coi không khí là khí lí tưởng. Khối lượng tổng cộng của giấy làm đèn trời và ngọn đèn nhỏ ở đáy có giá trị không quá bao nhiêu để đèn trời có thể bay lên?

Một bình thép chứa 1,5 mol oxygen, áp suất khí là 1,5.10⁵ Pa, ở nhiệt độ 27^oC. Biết khối lượng mol của oxygen là 32 g/mol.

Một bọt khí nổi từ đáy hồ lên mặt nước, trong quá trình đó, thể tích của nó tăng lên 1,2 lần so với ban đầu. Cho biết rằng trọng lượng riêng của nước là \(\mathrm{d}=10^{4} \mathrm{~N} / \mathrm{m}^{3}\) và áp suất khí quyển là \(10^{5} \mathrm{~N} / \mathrm{m}^{2}\). Coi nhiệt độ không thay đổi, hãy xác định độ sâu của đáy hồ theo đơn vị mét. (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Trong phòng thí nghiệm, trong một bình thủy tinh kín ban đầu không khí có nhiệt độ là 10 °C, có áp suất bằng với áp suất khí quyển bên ngoài. Sau khi đậy nắp và đặt bình dưới ánh đèn mạnh trong một thời gian, nhiệt độ không khí trong bình tăng lên đến 80 °C. Sau đó, mở nắp bình cho khí thoát ra, sau cho áp suất khí trong bình bằng với áp suất khí quyển và giữ cho nhiệt độ khí vẫn là 80 °C thì đậy nắp bình lại. So với số mol khí trong bình ngay khi vừa đậy nắp, phần trăm số mol khí đã thoát ra xấp xỉ là.

Một bình hình trụ dung tích 10 lít, đặt thẳng đứng, được đậy kín bằng nắp có khối lượng 1 kg , bán kính 10 cm . Trong bình chứa khí lí tưởng ở nhiệt độ \(100^{\circ} \mathrm{C}\) và áp suất bằng áp suất khí quyển \(10^{5} \mathrm{~Pa}\). Khi nhiệt độ khối khí trong bình giảm còn \(25^{\circ} \mathrm{C}\) thì cần một lực tối thiểu bằng bao nhiêu newton \((\mathrm{N})\) để mở nắp bình (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)? Lấy \(\mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}\).

Trong mỗi ý a ), b), c ), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Máy đo huyết áp hoạt động dựa trên nguyên lý đo áp suất khí trong ống dẫn. Khi nhấn nút start, máy sẽ bơm không khí (xem là khí lí tưởng) qua ống dẫn để vào vòng bít trên cánh tay và gây ra áp suất và ngắt dòng chảy của máu hoàn toàn (áp suất khí trong vòng bít đạt giá trị lớn nhất). Khi van mở ra, khí được xả ra khỏi vòng bít làm áp suất trong vòng bít giảm dần đến khi độ chênh lệch giữa áp suất khí trong vòng bít \((\Delta \mathrm{p})\) và áp suất khí quyển bằng với huyết áp tâm thu và tạo ra âm thanh có thể nghe được giúp máy nhận biết. Sau đó, áp suất khí trong vòng bít tiếp tục giảm xuống cho đến khi âm thanh này mất đi. Ngay khi đó, độ chênh lệch giữa áp suất khí trong vòng bít và áp suất khí quyển bằng huyết áp tâm trương.

Một người dùng máy đo huyết áp có lưu lượng khí bơm vào và xả ra là \(30 \mathrm{~cm}^{3} / \mathrm{s}\), không khí được bơm vào vòng bít có áp suất bằng áp suất khí quyển \(\mathrm{p}_{0}=760 \mathrm{mmHg}\), ở nhiệt độ \(27^{\circ} \mathrm{C}\). Trong quá trình bơm và xả, nhiệt độ của khí được xem không đổi. Sau khi đo xong, kết quả hiện thị trên máy cho biết huyết áp tâm thu là 118 mmHg , huyết áp tâm trương là 78 mmHg . Trong quá trình đo, độ chênh lệch giữa áp suất khí trong vòng bít và áp suất khí quyển lúc bắt đầu bơm là 0 mmHg (thể tích khí trong vòng bít là \(120 \mathrm{~cm}^{3}\), cùng nhiệt độ không khí bên ngoài) và đạt giá trị lớn nhất là 160 mmHg (thể tích khí trong vòng bít là 380 \(\mathrm{cm}^{3}\) ). Biết \(760 \mathrm{mmHg}=101325 \mathrm{~Pa}\) và bỏ qua thể tích của ống dẫn.

Một bình kín có thể tích thực là 0,2 m³ chứa một lượng khí lí tưởng ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 3.10⁵ Pa. Số phân tử khí chứa trong bình là x.10²⁵ phân tử. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Bóng thám không như hình bên là một thiết bị được sử dụng phổ biến trong ngành khí tượng để thu thập dữ liệu về các thông số thời tiết như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và hướng gió ở độ cao khác nhau của bầu khí quyển. Trên quả bóng có gắn thiết bị gọi là Radiosonde có chức năng ghi nhận các dữ liệu thông qua các cảm biến và phát tín hiệu radio để truyền dữ liệu trở lại mặt đất để các nhà khoa học và nhà khí tượng có thể thu thập và phân tích. Bóng thám không thường được làm từ cao su hoặc các vật liệu nhẹ có khả năng chịu biến dạng. Bóng được bơm khí nhẹ như hydrogen hoặc helium.

Giả sử một quả bóng thám không kín có thể tích ban đầu là \(20 \mathrm{~m}^{3}\) chứa hydrogen và có tổng khối lượng (khối lượng quả bóng và thiết bị đo) là \(\mathrm{m}_{\mathrm{b}}=6 \mathrm{~kg}\). Tính độ cao của quả bóng cho đến khi bị nổ. Biết rằng khi thể tích quả bóng tăng gấp 27 lần thể tích ban đầu thì quả bóng bị nổ; áp suất khí quyển giảm theo độ cao với quy luật \(\mathrm{p}_{\mathrm{k}}=\mathrm{p}_{0} \cdot \mathrm{e}^{-\frac{\mathrm{M}_{\mathrm{k}} \mathrm{gh}}{\mathrm{RT}}}\); nhiệt độ ở độ cao mà bóng bị nổ là 218 K . Áp suất khí quyển ở mặt đất là \(10^{5} \mathrm{~Pa}\); khối lượng mol của phân tử không khí và hydrogen lần lượt là \(29 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}\) và \(2 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}\); gia tốc trọng trường là \(9,8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}\). Bỏ qua áp suất phụ do vật liệu làm vỏ bóng gây ra.

Một ống thủy tinh hình chữ U tiết diện đều có một đầu kín và một đầu hở. Ban đầu trong ống có chứa một lượng thủy ngân. Bề mặt thủy ngân ở hai nhánh ngang nhau và chiều dài cột không khí (xem là khí lí tưởng) trong nhánh kín là ℓ₀ = 30 cm như hình vẽ bên. Áp suất khí quyển là p₀ = 76 cmHg. Nếu đổ thêm thủy ngân vào đầu hở sao cho chiều dài cột không khí ở nhánh kín là ℓ = 25 cm và nhiệt độ của khối khí không thay đổi. Khi đó, chiều dài cột thủy ngân được đổ thêm vào ống là bao nhiêu cm?

Một lượng không khí có thể tích \(240 \mathrm{~cm}^{3}\) bị giam trong một xilanh hình trụ có pít tông đóng kín như hình vẽ bên, diện tích đáy của pít - tông là \(24 \mathrm{~cm}^{2}\), áp suất khí trong xilanh bằng áp suất ngoài là 100 kPa . Cần một lực bằng bao nhiêu để dịch chuyển chậm pít - tông sang trái 2 cm , rồi giữ pít-tông cố định ở vị trí đó? Bỏ qua mọi ma sát, coi quá trình trên đẳng nhiệt.

Một lượng khí lí tưởng thực hiện quá trình biến đổi trạng thái được biểu diễn trong hệ tọa độ (p,V) bằng một nhánh của đường hypebol như hình vẽ. Giá trị của x trong hình vẽ là

Trong một thí nghiệm các đẳng quá trình của một khối khí xác định. Các dụng cụ được bố trí như hình vẽ.

- Nhiệt kế dùng để đo nhiệt độ của nước xung quanh bình thủy tinh kín chứa không khí.

- Áp kế dùng để đo áp suất khối khí trong bình thủy tinh.

Kết quả thí nghiệm được cho trên bảng sau :

Khi đồng hồ áp kế chỉ \(1,48 \mathrm{~atm}\) thì nhiệt độ trên nhiệt kế chỉ bao nhiêu \({ }^{\circ} \mathrm{C}\) ?