Một lượng nước và một lượng rượu có thể tích bằng nhau được cung cấp các nhiệt lượng tương ứng là Q1 và Q2. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3 và của rượu là 800 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K và của rượu là 2500 J/kg.K. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau:

Câu 21:

Thể tích của một khối khí lí tưởng tăng thêm 1% và nhiệt độ tuyệt đối tăng thêm 3 K khi đung nóng đẳng áp khối khí. Coi trong quá trình diễn ra thì áp suất của lượng khí là không đổi

A.

Với khí lí tưởng, các phân tử khí chỉ tương tác khi va chạm với nhau và va chạm với thành bình

B.

Quá trình diễn ra là quá trình đẳng áp

C.

Trong hệ tọa độ (V, T), đường biểu diễn quá trình này là đường thẳng đi qua gốc tọa độ

D.

Nhiệt độ ở trạng thái ban đầu của khối khí là 300 K

Lời giải:

Đáp án đúng: Đúng, Đúng, Sai, Đúng

a) Với khí lí tưởng, các phân tử khí chỉ tương tác khi va chạm với nhau và va chạm với thành bình \(\Rightarrow\) đúng.

b) Quá trình diễn ra là quá trình đẳng áp \(\Rightarrow\) đúng.

c) Trong hệ tọa độ (V, T), đường biểu diễn quá trình này là đường thẳng đi qua gốc tọa độ \(\Rightarrow\) sai, trong hệ tọa độ (V, T), đường biểu diễn quá trình này là đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ.

d) Nhiệt độ ở trạng thái ban đầu của khối khí là 300 K \(\Rightarrow\) đúng,

Trạng thái 1: T₁ (K); V₁ (L)

Trạng thái 2: T₂ = T₁ + 3 (K); V₂ = V₁ + 0,01V₁ = 1,01V₁ (L)

Áp dụng định luật Charles ta có: \(\frac{\mathrm{V}_1}{\mathrm{~T}_1}=\frac{\mathrm{V}_2}{\mathrm{~T}_2} \Rightarrow \frac{\mathrm{~V}_1}{\mathrm{~T}_1}=\frac{1,01 . \mathrm{V}_1}{\mathrm{~T}_1+3} \Rightarrow \mathrm{~T}_1=300(\mathrm{K})\)

Câu 22:

Thể tích của một lượng khí lí tưởng xác định thay đổi 2,4 L sau khi nhiệt độ tăng từ 32^oC lên 127^oC. Coi trong quá trình diễn ra thì áp suất của lượng khí là không đổi

A.

Với khí lí tưởng, các phân tử khí được coi là các chất điểm, không tương tác với nhau khi chưa va chạm

B.

Quá trình diễn ra là quá trình đẳng nhiệt

C.

Có thể áp dụng định luật Charles với quá trình này

D.

Thể tích khí ban đầu là 6,5 L

Lời giải:

Đáp án đúng: Đúng, Sai, Đúng, Sai

a) Với khí lí tưởng, các phân tử khí được coi là các chất điểm, không tương tác với nhau khi chưa va chạm \(\Rightarrow\) đúng.

b) Quá trình diễn ra là quá trình đẳng nhiệt \(\Rightarrow\) sai, trong quá trình diễn ra thì áp suất của lượng khí là không đổi \(\Rightarrow\) Quá trình diễn ra là quá trình đẳng áp.

c) Có thể áp dụng định luật Charles với quá trình này \(\Rightarrow\) đúng.

d) Thể tích khí ban đầu là 6,5 L \(\Rightarrow\) sai, ta có:

Trạng thái 1: T₁ = 32 + 273 = 305 K; V₁ (L)

Trạng thái 2: T₂ = 127 + 273 = 400 K; V₂ = V₁ + 2,4 (L)

Áp dụng định luật Charles ta có: \(\frac{\mathrm{V}_1}{\mathrm{~T}_1}=\frac{\mathrm{V}_2}{\mathrm{~T}_2} \Rightarrow \frac{\mathrm{~V}_1}{305}=\frac{\mathrm{V}_1+2,4}{400} \Rightarrow \mathrm{~V}_1=7,7(\mathrm{L})\)

Câu 23:

Sử dụng thông tin sau cho Câu 23 và Câu 24: Một bình chứa 2 mol khí Ar ở nhiệt độ 300 K. Biết khối lượng mol của khí Ar là 40 g/mol, hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K và hằng số Boltzmann là k = 1,38.10^-23 J/K.

Câu 23: Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử khí Ar ở nhiệt độ 300 K là bao nhiêu m/s (làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 432

Ta có: \(\sqrt{\overline{\mathrm{v}^2}}=\sqrt{\frac{3 R T}{\mu}}=\sqrt{\frac{3.8,31.300}{0,04}} \approx 432(\mathrm{m} / \mathrm{s})\)

Câu 24:

Sử dụng thông tin sau cho Câu 23 và Câu 24: Một bình chứa 2 mol khí Ar ở nhiệt độ 300 K. Biết khối lượng mol của khí Ar là 40 g/mol, hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K và hằng số Boltzmann là k = 1,38.10^-23 J/K.

Câu 24: Nếu nhiệt độ của khí Ar tăng lên 800 K thì động năng trung bình của mỗi phân tử khí sẽ tăng thêm X.10^-21 J. Tìm giá trị của X (làm tròn đến chữ số hàng phần mười)

Lời giải:

Đáp án đúng: 10,4

Sự tăng động năng là: \(\Delta \mathrm{W}_{\mathrm{d}}=\frac{3}{2} \mathrm{k} \mathrm{T}_2-\frac{3}{2} \mathrm{kT}_1=\frac{3}{2} \cdot 1 \cdot 38 \cdot 10^{-23} \cdot(800-300)=10,4 \cdot 10^{-21}(\mathrm{J})\)

Vậy X = 10,4.

Câu 25:

Sử dụng thông tin sau cho Câu 25 và Câu 26: Trong một khu hội chợ người ta bơm một quả bóng có thể tích 200 lít ở nhiệt độ 27^oC trên mặt đất. Sau đó, bóng được thả bay lên đến độ cao h mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn 0,8 lần áp suất khí quyển ở mặt đất và có nhiệt độ 17^oC.

Câu 25: Bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ bóng, thể tích của quả bóng ở độ cao h là bao nhiêu lít (làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 242

Trạng thái 1: V₁ = 200 lít; p₁; T₁ = 27 + 273 = 300 K.

Trạng thái 2: V₂ = ? lít; p₂ = 0,8p₁; T₂ = 17 + 273 = 290 K.

Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng: \(\frac{\mathrm{p}_1 \mathrm{~V}_1}{\mathrm{~T}_1}=\frac{\mathrm{p}_2 \mathrm{~V}_2}{\mathrm{~T}_2} \Rightarrow \mathrm{V}_2=\frac{\mathrm{p}_1 \mathrm{~V}_1 \mathrm{~T}_2}{\mathrm{p}_2 \mathrm{~T}_1}=\frac{\mathrm{p}_1 \cdot 200 \cdot 290}{0,8 \mathrm{p}_1 \cdot 300} \approx 242 \text { lít }\)

Câu 26:

Sử dụng thông tin sau cho Câu 25 và Câu 26: Trong một khu hội chợ người ta bơm một quả bóng có thể tích 200 lít ở nhiệt độ 27^oC trên mặt đất. Sau đó, bóng được thả bay lên đến độ cao h mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn 0,8 lần áp suất khí quyển ở mặt đất và có nhiệt độ 17^oC.

Câu 26: Giả sử khối lượng mol khí trong quả bóng là 28 g/mol và khối lượng khí ban đầu là 56 g. Cho hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K. Áp suất ban đầu của khí trong quả bóng (trên mặt đất) là bao nhiêu kPa (làm tròn đến chữ số phần mười)?

Lời giải: