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 !!
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: \(\frac{{{{\rm{T}}_2}}}{{\;{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} = 1,12 \Rightarrow {{\rm{T}}_2} = 336\;{\rm{K}}.\)
\({\rm{Q}} = {m_{kk}}{{\rm{c}}_{{\rm{mp}}}}\Delta {\rm{T}} = {m_{kk}}.\frac{7}{2}{\rm{R}}\Delta {\rm{T}} = 1,{16.10^3}.\frac{7}{2}.8,31.(336 - 279) = 1,{92.10^6}\;{\rm{J}}.\)
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Hot: 1000+ đề thi giữa kì 1 lớp 1-12 đầy đủ các môn (Update 2026) (chỉ từ 60k). Tải ngay
Đăng ký VIP để học và luyện thi không giới hạn
Trọn bộ quyền lợi trên Vietjack, trong một tài khoản.
- Phòng luyện thi cấp tốc: ĐGNL - ĐGTD, Tốt nghiệp THPT, Ôn vào 10, Ôn vào 6, Ôn Giữa kì/Cuối kì
- Hơn 200K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
- Với 3tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
- Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
- Xem hàng ngàn bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
- Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
- Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện
- Đăng ký ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
a) Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng:
\(pV = nRT \Rightarrow n = \frac{{pV}}{{RT}} = \frac{{15 \cdot {{10}^6} \cdot 0,014}}{{8,31 \cdot 300}} \approx 84,24\;{\rm{mol}}\)
Khối lượng oxygen trong bình là: m = nM = 84,24.32 = 2 696 g = 2,696 kg.
b) Oxygen đi vào với lưu lượng 6 lít/15 phút « 0,4 lít/phút.
Ta có: V' = 22,4n'.
Số mol khí người đó hít trong 1 phút là: \({n^\prime } = \frac{{{V^\prime }}}{{22,4}} = \frac{{0,4}}{{22,4}} \approx 0,018\;{\rm{mol}}\)
Số gam khí người đó hít trong 1 phút là: \({m^\prime } = {n^\prime }.32 = 0,018.32 = 0,576\;{\rm{g}}\)
Thời gian người đó dùng hết bình oxygen là: \(t = \frac{m}{{{m^\prime }}} = \frac{{2696}}{{0,576}} \approx 4681\) phút ≈ 78 giờ.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
a) Đúng: \(V = \frac{{nRT}}{p} = \frac{{1 \cdot 8,31 \cdot (27 + 273)}}{{{{10}^5}}} \approx 0,025\;{{\rm{m}}^3} = 25\) lít.
b) Sai: \({T_2} = \frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} \cdot {T_1} = \frac{{5 \cdot {{10}^5}}}{{{{10}^5}}} \cdot (27 + 273) = 1500\;{\rm{K}}\) hay \({1227^^\circ }{\rm{C}}\)
c) Đúng:
Áp dụng phương trình trạng thái: \(\frac{{{p_1}V}}{{{n_1}{T_1}}} = \frac{{{p_3}V}}{{{n_3}{T_3}}} \Rightarrow {n_3} = \frac{{{n_1}{T_1}{p_3}}}{{{T_3}{p_1}}} = \frac{{1 \cdot (27 + 273) \cdot 4 \cdot {{10}^5}}}{{1500 \cdot {{10}^5}}} = 0,8\;{\rm{mol}}.\)
Suy ra: Lượng khí thoát ra là 0,2 mol.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập