Câu hỏi:
23/12/2024 27
Người ta bơm 103 m3 không khí nóng ở nhiệt độ T = 300 K vào một khinh khí cầu. Nhiệt độ và áp suất của khí quyển lúc này là T0 = 279 K và p0 = 1,00 bar. Khối lượng khí cầu là 240 kg. Khi đó, khinh khí cầu chưa thể bay lên được.
a) Tính lượng không khí chứa trong khinh khí cầu. Biết muốn khí cầu bay lên chỉ cần tăng nhiệt độ của không khí trong khí cầu mà không cần bơm thêm không khí vào hoặc lấy bớt không khí ra. Coi đây là quá trình đẳng áp; nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí là \({c_{mp}} = 7\frac{R}{2};\) hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K và khối lượng mol của không khí MA = 29 g/mol.
b) Tính thể tích của khí cầu để nó có thể bắt đầu bay lên.
c) Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí cầu để đun nóng không khí.
Người ta bơm 103 m3 không khí nóng ở nhiệt độ T = 300 K vào một khinh khí cầu. Nhiệt độ và áp suất của khí quyển lúc này là T0 = 279 K và p0 = 1,00 bar. Khối lượng khí cầu là 240 kg. Khi đó, khinh khí cầu chưa thể bay lên được.
a) Tính lượng không khí chứa trong khinh khí cầu. Biết muốn khí cầu bay lên chỉ cần tăng nhiệt độ của không khí trong khí cầu mà không cần bơm thêm không khí vào hoặc lấy bớt không khí ra. Coi đây là quá trình đẳng áp; nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí là \({c_{mp}} = 7\frac{R}{2};\) hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K và khối lượng mol của không khí MA = 29 g/mol.
b) Tính thể tích của khí cầu để nó có thể bắt đầu bay lên.
c) Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí cầu để đun nóng không khí.
Câu hỏi trong đề:
40 bài tập Chương 2. Khí lí tưởng có lời giải !!
Sách mới 2k7: Bộ 20 đề minh họa Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa…. form chuẩn 2025 của Bộ giáo dục (chỉ từ 110k).
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
T0 = 279 K và p0 = 1,00 bar = 105 Pa; T = T1 = 300 K
1. Lượng không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: \({\rm{n}} = \frac{{{{\rm{p}}_0}\;{{\rm{V}}_0}}}{{{\rm{R}}{{\rm{T}}_1}}} = 4,01 \cdot {10^4}\;{\rm{mol}}\)
Khối lượng không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: mkk = n.MA = 1,16.103 kg.
Khối lượng của cả khí cầu: mkc = 240 kg + 1,16.103 kg = 1,40.103 kg.
2. Trạng thái của không khí trong khí cầu khi chưa bay lên:
\(\left( {{{\rm{p}}_1} = {{\rm{p}}_0};{{\rm{V}}_1} = {{\rm{V}}_0} = {{10}^3}\;{{\rm{m}}^3};{{\rm{T}}_1} = 300\;{\rm{K}}} \right)\)
Trạng thái của không khí trong khí cầu khi bay lên: \(\left( {{{\rm{p}}_2} = {{\rm{p}}_0};{{\rm{V}}_2} = ?;{{\rm{T}}_2} = ?} \right)\)
Coi khi bay lên lực đẩy Archimedes bằng trọng lượng của khí cầu:
\({{\rm{F}}_{\rm{A}}} = {\rm{P}} \Rightarrow {{\rm{D}}_0}{\rm{g}}{{\rm{V}}_2} = {{\rm{m}}_{{\rm{kc}}}}{\rm{g}}\) (1)
Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng: \({{\rm{p}}_0}{{\rm{V}}_0} = {{\rm{n}}_0}{\rm{R}}{{\rm{T}}_0}\) và công thức tính khối lượng riêng của không khí: \({{\rm{D}}_0} = \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{V}}_0}}} = \frac{{{\rm{nM}}}}{{{V_0}}}\) rút ra: \({{\rm{D}}_0} = \frac{{{{\rm{p}}_0}{\rm{M}}}}{{{\rm{R}}{{\rm{T}}_0}}} = 1,25\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\)
Từ (1) suy ra \({V_2} = \frac{{{m_{kc}}}}{{\;{D_0}}} = \frac{{1,40 \cdot {{10}^3}}}{{1,25}} = 1,12 \cdot {10^3}\;{m^3}\)
3. Vì số mol n và áp suất p của không khí trong khí cầu không đổi nên đây là quá trình đẳng áp của một lượng khí không đổi: \(\frac{{{{\rm{T}}_2}}}{{\;{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} = 1,12 \Rightarrow {{\rm{T}}_2} = 336\;{\rm{K}}.\)
\({\rm{Q}} = {m_{kk}}{{\rm{c}}_{{\rm{mp}}}}\Delta {\rm{T}} = {m_{kk}}.\frac{7}{2}{\rm{R}}\Delta {\rm{T}} = 1,{16.10^3}.\frac{7}{2}.8,31.(336 - 279) = 1,{92.10^6}\;{\rm{J}}.\)
Nhà sách VIETJACK:
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Một bình chứa oxygen sử dụng trong y tế có thể tích 14 lít, áp suất 15.106 Pa và nhiệt độ phòng 27 °C.
a) Tính khối lượng oxygen trong bình. Biết khối lượng mol của oxygen là 32 g/mol.
b) Theo thông tin từ bộ y tế, thông thường đối với một bệnh nhân mắc bệnh COVID 19 được chỉ định dùng liệu pháp oxi, thì người bệnh cần được cung cấp trung bình 6 lít oxygen trong 15 phút. Hãy cho biết với tốc độ thở như vậy thì bao lâu người đó dùng hết bình oxygen 14 lít.
Một bình chứa oxygen sử dụng trong y tế có thể tích 14 lít, áp suất 15.106 Pa và nhiệt độ phòng 27 °C.
a) Tính khối lượng oxygen trong bình. Biết khối lượng mol của oxygen là 32 g/mol.
b) Theo thông tin từ bộ y tế, thông thường đối với một bệnh nhân mắc bệnh COVID 19 được chỉ định dùng liệu pháp oxi, thì người bệnh cần được cung cấp trung bình 6 lít oxygen trong 15 phút. Hãy cho biết với tốc độ thở như vậy thì bao lâu người đó dùng hết bình oxygen 14 lít.
Xem đáp án »
23/12/2024
247
Câu 2:
Một bình kín chứa 1 mol nitrogen, áp suất khí là 105 Pa, ở nhiệt độ 27 °C. Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.
a) Thể tích của bình xấp xỉ bằng 25 lít.
b) Nung bình đến khi áp suất khí bằng 5.105 Pa. Nhiệt độ của khối khí khi đó là 135 °C.
c) Giả sử một lượng khí thoát ra ngoài nên áp suất khí trong bình giảm còn 4.105 Pa, nhiệt độ vẫn được giữ không đổi so với câu b. Lượng khí đã thoát ra ngoài là 0,2 mol.
Một bình kín chứa 1 mol nitrogen, áp suất khí là 105 Pa, ở nhiệt độ 27 °C. Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.
a) Thể tích của bình xấp xỉ bằng 25 lít.
b) Nung bình đến khi áp suất khí bằng 5.105 Pa. Nhiệt độ của khối khí khi đó là 135 °C.
c) Giả sử một lượng khí thoát ra ngoài nên áp suất khí trong bình giảm còn 4.105 Pa, nhiệt độ vẫn được giữ không đổi so với câu b. Lượng khí đã thoát ra ngoài là 0,2 mol.
Xem đáp án »
23/12/2024
233
Câu 3:
Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?
a) Một lượng khí được xác định bởi số các phân tử khí.
b) Đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (p - T) là đường hypebol.
c) Định luật Boyle cho biết mối liên hệ tỉ lệ thuận giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi.
d) Định luật Boyle cho biết mối liên hệ tỉ lệ nghịch giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi.
Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?
a) Một lượng khí được xác định bởi số các phân tử khí.
b) Đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (p - T) là đường hypebol.
c) Định luật Boyle cho biết mối liên hệ tỉ lệ thuận giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi.
d) Định luật Boyle cho biết mối liên hệ tỉ lệ nghịch giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi.
Xem đáp án »
23/12/2024
175
Câu 4:
Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?
a) Khoảng cách giữa các phân tử khí lí tưởng rất lớn so với kích thước mỗi phân tử nên có thể bỏ qua kích thước của chúng.
b) Khi không va chạm, có thể bỏ qua lực tương tác giữa các phân tử khí lí tưởng.
c) Các phân tử khí lí tưởng luôn chuyển động thẳng đều.
d) Khi va chạm với thành bình chứa, phân tử khí lí tưởng truyền động lượng cho thành bình và dừng lại.
Xem đáp án »
23/12/2024
160
Câu 5:
Một hộp hình lập phương có cạnh 10 cm chứa khí lí tưởng đơn nguyên tử ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 1,2.106 Pa. Cho số Avogadro NA = 6,02.1023 mol-1. Số phân tử khí chuyển động đập vào một mặt hộp là
Xem đáp án »
23/12/2024
140
Câu 6:
Một bình kín có thể tích 12 lít, chứa nitrogen ở áp suất 80 atm có nhiệt độ 17 °C, xem nitrogen là khí lí tưởng. Khối lượng nitrogen trong bình xấp xỉ giá trị nào sau đây? Biết khối lượng mol của nitrogen là 28 g/mol.
Xem đáp án »
23/12/2024
93
Câu 7:
Một phòng trống có kích thước 5,0 m × 10,0 m × 3,0 m. Lúc đầu, không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 0,0 °C và áp suất 1,0.105 Pa) và có khối lượng mol là 29 g/mol.
a) Xác định số mol và khối lượng không khí có trong phòng. Biết hằng số khí lí tưởng là R = 8,31 J.mol-1K-1
b) Khi mở cửa phòng thì nhiệt độ phòng tăng lên 20 °C và áp suất khí trong phòng bằng áp suất bên ngoài phòng là 0,9.105 Pa. Tính khối lượng không khí trong phòng đã thoát ra ngoài.
Một phòng trống có kích thước 5,0 m × 10,0 m × 3,0 m. Lúc đầu, không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 0,0 °C và áp suất 1,0.105 Pa) và có khối lượng mol là 29 g/mol.
a) Xác định số mol và khối lượng không khí có trong phòng. Biết hằng số khí lí tưởng là R = 8,31 J.mol-1K-1
b) Khi mở cửa phòng thì nhiệt độ phòng tăng lên 20 °C và áp suất khí trong phòng bằng áp suất bên ngoài phòng là 0,9.105 Pa. Tính khối lượng không khí trong phòng đã thoát ra ngoài.
Xem đáp án »
23/12/2024
37
Bình luận
🔥 Đề thi HOT:
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 1)
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 6)
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 5)
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 4)
-
25 câu trắc nghiệm ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lý Chủ đề 7: Khí lý tưởng có đáp án
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 7)
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 3)
-
(2025 mới) Đề ôn thi tốt nghiệp THPT Vật lí (Đề số 2)
về câu hỏi!