Nếu áp suất của một lượng khí tăng thêm 2.105 Pa thì thể tích giảm 3 lít. Nếu áp suất tăng thêm 5.105 Pa thì thể tích giảm 5 lít. Biết nhiệt độ khí không đổi. Các phát biểu sau đây đúng hay sai:

Câu 21:

Khi xây dựng công thức tính áp suất chất khí từ mô hình động học phân tử khí, trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

A.

Trong thời gian giữa hai va chạm liên tiếp với thành bình, động lượng của phân tử khí thay đổi một lượng bằng tích khối lượng phân tử và tốc độ trung bình của nó

B.

Lực gây ra thay đổi động lượng của phân tử khí là lực do phân tử khí tác dụng lên thành bình

C.

Giữa hai va chạm, phân tử khí chuyển động thẳng đều

D.

Các phân tử khí chuyển động không có phương ưu tiên, số phân tử đến va chạm với các mặt của thành bình trong mỗi giây là như nhau

Lời giải:

Đáp án đúng: Sai, Sai, Đúng, Đúng

a) Trong thời gian giữa hai va chạm liên tiếp với thành bình, động lượng của phân tử khí thay đổi một lượng bằng tích khối lượng phân tử và tốc độ trung bình của nó \(\Rightarrow\) sai, ta có: \(|\Delta \overrightarrow{\mathrm{p}}|=|-\mathrm{mv}-\mathrm{mv}|=2 \mathrm{mv}\)

b) Lực gây ra thay đổi động lượng của phân tử khí là lực do phân tử khí tác dụng lên thành bình \(\Rightarrow\) sai, lực gây ra thay đổi động lượng của phân tử khí là lực thành bình tác dụng lên phân tử khí.

c) Giữa hai va chạm, phân tử khí chuyển động thẳng đều \(\Rightarrow\) đúng.

d) Các phân tử khí chuyển động không có phương ưu tiên, số phân tử đến va chạm với các mặt của thành bình trong mỗi giây là như nhau \(\Rightarrow\) đúng.

Câu 22:

Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái như đồ thị dưới đây. Cho V₁ = 2 lít; p₁ = 0,5 atm; T₁ = 300 K; V₂ = 6 lít

Các phát biểu sau đây đúng hay sai:

A.

Quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình nén đẳng áp

B.

Quá trình biến đổi khối khí từ trạng thái (3) sang trạng thái (1) là làm lạnh đẳng tích

C.

Giá trị nhiệt độ T₂ là 900 K

D.

Áp suất khối khí ở trạng thái (3) là 1,5 atm

Lời giải:

Đáp án đúng: Sai, Đúng, Đúng, Đúng

a) Quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình nén đẳng áp \(\Rightarrow\) sai, quá trình 1 – 2 là quá trình dãn đẳng áp vì thể tích tăng.

b) Quá trình biến đổi khối khí từ trạng thái (3) sang trạng thái (1) là làm lạnh đẳng tích \(\Rightarrow\) đúng.

c) Giá trị nhiệt độ T₂ là 900 K \(\Rightarrow\) đúng, ta có:

\(\frac{\mathrm{V}_1}{\mathrm{~T}_1}=\frac{\mathrm{V}_2}{\mathrm{~T}_2} \Rightarrow \frac{2}{300}=\frac{6}{\mathrm{~T}_2} \Rightarrow \mathrm{~T}_2=900(\mathrm{K})\)

d) Áp suất khối khí ở trạng thái (3) là 1,5 atm \(\Rightarrow\) đúng, ta có:

\(\mathrm{p}_2 \mathrm{~V}_2=\mathrm{p}_3 \mathrm{~V}_3 \Rightarrow 0,5 \cdot 6=\mathrm{p}_3 .2 \Rightarrow \mathrm{p}_3=1,5(\mathrm{atm})\)

Câu 23:

Nếu thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh thì khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 30 J. Xác định độ thay đổi nội năng của khí trong xilanh

Lời giải:

Đáp án đúng: 70

Hệ nhận công và truyền nhiệt lượng nên: A = 100 J và Q = -30 J.

Do đó: ΔU = A + Q = 100 - 30 = 70 J.

Câu 24:

Vận động viên điền kinh bị mất rất nhiều nước trong khi thi đấu. Các vận động viên thường chỉ có thể chuyển hoá khoảng 20% năng lượng dự trữ trong cơ thể thành năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể. Phần năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt thải ra ngoài nhờ sự bay hơi của nước qua hô hấp và da để giữ cho nhiệt độ cơ thể không đổi. Nếu vận động viên dùng hết 10800 kJ trong cuộc thi thì có khoảng bao nhiêu lít nước đã thoát ra ngoài cơ thể? Coi nhiệt độ cơ thể của vận động viên hoàn toàn không đổi và nhiệt hoá hơi riêng của nước ở nhiệt độ của vận động viên là 2,4.10⁶ J/kg. Biết khối lượng riêng của nước là 1,0.10³ kg/m³

Lời giải:

Đáp án đúng: 3,6

Phần năng lượng dùng để bay hơi: Q = 10800.103.80% = 8640000 J.

Mặt khác:

\(\mathrm{Q}=\mathrm{mL}=\mathrm{V} \rho \mathrm{L} \Rightarrow \mathrm{V}=\frac{\mathrm{Q}}{\rho \mathrm{L}}=\frac{8640000}{1000 \cdot 2,4 \cdot 10^6}=3,6 \cdot 10^{-3}\left(\mathrm{m}^3\right)=3,6(\text { lit })\)

Câu 25:

Sử dụng một cái bơm để bơm không khí vào quả bóng đá có bán kính khi bơm căng là 11 cm. Mỗi lần bơm đưa được 0,32 lít khí ở điều kiện 1 atm vào bóng. Giả thiết rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí nhiệt độ không đổi trong quá trình bơm. Hỏi sau 35 lần bơm thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu atm (làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 2

Trạng thái 1:

+ Thể tích không khí trong bóng sau 35 lần bơm là:

\(\mathrm{V}_1=35 \cdot 0,32=11,2 \text { lít }=11,2 ~\mathrm{dm}^3\)

Trạng thái 2:

+ Thể tích của quả bóng khi căng là:

\(\mathrm{V}_2=\frac{4}{3} \pi \mathrm{R}^3=\frac{4}{3} \pi \cdot 11^3=5,58 \cdot 10^3\left(\mathrm{cm}^3\right)=5,58\left(\mathrm{dm}^3\right)\)

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt:

\(\mathrm{p}_1 \mathrm{V}_1=\mathrm{p}_2 \mathrm{V}_2 \Rightarrow 1.11,2=\mathrm{p}_2 \cdot 5,58 \Rightarrow \mathrm{p}_2 \approx 2 \mathrm{~atm}\)

Câu 26:

Một mô hình áp kế khí như hình vẽ gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích 270 cm³ gắn với một ống nhỏ AB nằm ngang có tiết diện 0,1 cm². Trong ống có một giọt thủy ngân. Ở 0°C giọt thủy ngân cách A 30 cm. Tính khoảng di chuyển của giọt thủy ngân khi hơ nóng bình cầu đến 10°C. Coi thể tích bình là không đổi.