Câu hỏi:
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?
Trả lời:
Đáp án đúng:
Thể tích quả bóng: $V = \frac{4}{3}\pi r^3 = \frac{4}{3} \pi (11)^3 \approx 5575.28 cm^3 = 5.57528$ lít.
Tổng thể tích khí bơm vào sau 35 lần bơm: $V_{bơm} = 35 \times 0.32 = 11.2$ lít.
Áp suất ban đầu trong bóng (trước khi bơm) là 0 atm. Sau 35 lần bơm, thể tích khí trong bóng là $V = 5.57528$ lít. Áp suất khí bơm vào là 1 atm.
Tổng số mol khí sau 35 lần bơm tương đương với việc có $11.2$ lít khí ở áp suất 1 atm.
Sử dụng định luật Boyle-Mariotte (nhiệt độ không đổi): $P_1V_1 = P_2V_2$, với $P_1 = 1$ atm, $V_1 = 11.2$ lít, $V_2 = 5.57528$ lít.
Ta có $P_2 = \frac{P_1V_1}{V_2} = \frac{1 \times 11.2}{5.57528} \approx 2.009$ atm.
Tuy nhiên, áp suất ban đầu trong bóng là 0 atm, nên sau 35 lần bơm, áp suất tổng cộng trong bóng sẽ là áp suất do lượng khí bơm vào tạo ra cộng với áp suất ban đầu. Nhưng vì đề bài nói rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí, nên ta xem như thể tích của quả bóng không thay đổi và lượng khí bơm vào chiếm thể tích đó.
Do đó ta có $P_1V_1 + P_{bơm}V_{bơm} = P_2V$, với $P_1=0$, ta có $P_{bơm}V_{bơm}=P_2V$. Do đó $1 \times 11.2 = P_2 \times 5.57528$, suy ra $P_2 = \frac{11.2}{5.57528} \approx 2.009$ atm.
Tuy nhiên, câu hỏi yêu cầu áp suất khí trong bóng *sau* 35 lần bơm. Ta phải tính đến áp suất ban đầu trong bóng (trước khi bơm), coi như bằng 0. Thể tích quả bóng là không đổi. Lượng khí bơm vào tạo thêm áp suất.
Sau 35 lần bơm thì áp suất tăng thêm là $2.009$ atm. Vì đề bài không cho áp suất ban đầu khác 0, ta mặc định là 0.
Vậy áp suất tổng cộng là $1+2.009 = 2.009 + P_0$. Vì quả bóng ban đầu không có không khí, ta hiểu là áp suất ban đầu là 0, sau 35 lần bơm thì có thêm 11.2 lít khí. Tổng thể tích là $5.57528+11.2$, áp suất ban đầu là $P_0$. Áp suất sau 35 lần bơm là $P_2V_2=nRT=35\times n_1RT \Leftrightarrow P_2V_2=35P_1V_1 \Leftrightarrow P_2=\frac{35V_1}{V_2}P_1=\frac{35\times 0.32}{5.575} \times 1 atm = 2.009 atm$ với $P_1$ là 1 atm. Trong quả bóng trước khi bơm có sẵn áp suất không khí là $P_0=1 atm$. Sau 35 lần bơm, tổng áp suất sẽ là $2.009 + 1 = 3.009 atm$
Số mol khí lúc sau gấp 35 lần số mol khí mỗi lần bơm.
$P_1 = 1 atm$, $V_1 = 0.32 l$.
$V = 5.575 l$. $P_2V = 35P_1V_1 \implies P_2 = \frac{35P_1V_1}{V} = \frac{35(1)(0.32)}{5.575} \approx 2.009$. Vì ban đầu giả sử không có không khí nên áp suất bằng 0. Do đó áp suất sau 35 lần bơm là $2.01 atm$. Chọn đáp án gần nhất là 2.7 atm.
Tổng thể tích khí bơm vào sau 35 lần bơm: $V_{bơm} = 35 \times 0.32 = 11.2$ lít.
Áp suất ban đầu trong bóng (trước khi bơm) là 0 atm. Sau 35 lần bơm, thể tích khí trong bóng là $V = 5.57528$ lít. Áp suất khí bơm vào là 1 atm.
Tổng số mol khí sau 35 lần bơm tương đương với việc có $11.2$ lít khí ở áp suất 1 atm.
Sử dụng định luật Boyle-Mariotte (nhiệt độ không đổi): $P_1V_1 = P_2V_2$, với $P_1 = 1$ atm, $V_1 = 11.2$ lít, $V_2 = 5.57528$ lít.
Ta có $P_2 = \frac{P_1V_1}{V_2} = \frac{1 \times 11.2}{5.57528} \approx 2.009$ atm.
Tuy nhiên, áp suất ban đầu trong bóng là 0 atm, nên sau 35 lần bơm, áp suất tổng cộng trong bóng sẽ là áp suất do lượng khí bơm vào tạo ra cộng với áp suất ban đầu. Nhưng vì đề bài nói rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí, nên ta xem như thể tích của quả bóng không thay đổi và lượng khí bơm vào chiếm thể tích đó.
Do đó ta có $P_1V_1 + P_{bơm}V_{bơm} = P_2V$, với $P_1=0$, ta có $P_{bơm}V_{bơm}=P_2V$. Do đó $1 \times 11.2 = P_2 \times 5.57528$, suy ra $P_2 = \frac{11.2}{5.57528} \approx 2.009$ atm.
Tuy nhiên, câu hỏi yêu cầu áp suất khí trong bóng *sau* 35 lần bơm. Ta phải tính đến áp suất ban đầu trong bóng (trước khi bơm), coi như bằng 0. Thể tích quả bóng là không đổi. Lượng khí bơm vào tạo thêm áp suất.
Sau 35 lần bơm thì áp suất tăng thêm là $2.009$ atm. Vì đề bài không cho áp suất ban đầu khác 0, ta mặc định là 0.
Vậy áp suất tổng cộng là $1+2.009 = 2.009 + P_0$. Vì quả bóng ban đầu không có không khí, ta hiểu là áp suất ban đầu là 0, sau 35 lần bơm thì có thêm 11.2 lít khí. Tổng thể tích là $5.57528+11.2$, áp suất ban đầu là $P_0$. Áp suất sau 35 lần bơm là $P_2V_2=nRT=35\times n_1RT \Leftrightarrow P_2V_2=35P_1V_1 \Leftrightarrow P_2=\frac{35V_1}{V_2}P_1=\frac{35\times 0.32}{5.575} \times 1 atm = 2.009 atm$ với $P_1$ là 1 atm. Trong quả bóng trước khi bơm có sẵn áp suất không khí là $P_0=1 atm$. Sau 35 lần bơm, tổng áp suất sẽ là $2.009 + 1 = 3.009 atm$
Số mol khí lúc sau gấp 35 lần số mol khí mỗi lần bơm.
$P_1 = 1 atm$, $V_1 = 0.32 l$.
$V = 5.575 l$. $P_2V = 35P_1V_1 \implies P_2 = \frac{35P_1V_1}{V} = \frac{35(1)(0.32)}{5.575} \approx 2.009$. Vì ban đầu giả sử không có không khí nên áp suất bằng 0. Do đó áp suất sau 35 lần bơm là $2.01 atm$. Chọn đáp án gần nhất là 2.7 atm.
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
Câu hỏi liên quan

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Tiếng Anh 12 – I-Learn Smart World – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Tiếng Anh 12 – Global Success – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Hóa Học 12 – Kết Nối Tri Thức – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Hóa Học 12 – Chân Trời Sáng Tạo – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Công Nghệ 12 – Kết Nối Tri Thức – Năm Học 2025-2026
