Một khinh khí cầu có tổng khối lượng (gồm khoang và hành khách) là 450 kg. Phần khí cầu chứa \({3,00.10^3}{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\) không khí. Biết khí quyển bên ngoài có nhiệt độ là \({25^ \circ }{\rm{C}}\) và áp suất là \({1,03.10^5}{\rm{\;Pa}}\), gia tốc trọng trường là \(g = 9,8{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\).
a) Lực tối thiểu để nâng khoang lên khỏi mặt đất là 4410 N.
b) Khinh khí cầu bay lên được là do khối lượng riêng của khí trong khí cầu nhỏ hơn của khí quyển.
c) Coi không khí ở \({25^ \circ }{\rm{C}}\) là khí lý tưởng, số mol không khí trong khí cầu ở nhiệt độ \({25^ \circ }{\rm{C}}\) là \(1247,8{\rm{\;mol}}\).
d) Khi không khí trong khí cầu bị đốt nóng, nó bị giãn nở và một phần bị đẩy ra ngoài thông qua lỗ thoát khí phía trên khí cầu. Biết ở \({25^ \circ }{\rm{C}}\) khối lượng riêng của không khí là \(1,29{\rm{\;kg/}}{{\rm{m}}^3}\), vỏ khí cầu mỏng, không giãn và nhẹ. Để quả cầu rời khỏi mặt đất, nhiệt độ khí trong khí cầu phải đạt tối thiểu là \({64,2^ \circ }{\rm{C}}\).
Một khinh khí cầu có tổng khối lượng (gồm khoang và hành khách) là 450 kg. Phần khí cầu chứa \({3,00.10^3}{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\) không khí. Biết khí quyển bên ngoài có nhiệt độ là \({25^ \circ }{\rm{C}}\) và áp suất là \({1,03.10^5}{\rm{\;Pa}}\), gia tốc trọng trường là \(g = 9,8{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\).
a) Lực tối thiểu để nâng khoang lên khỏi mặt đất là 4410 N.
b) Khinh khí cầu bay lên được là do khối lượng riêng của khí trong khí cầu nhỏ hơn của khí quyển.
c) Coi không khí ở \({25^ \circ }{\rm{C}}\) là khí lý tưởng, số mol không khí trong khí cầu ở nhiệt độ \({25^ \circ }{\rm{C}}\) là \(1247,8{\rm{\;mol}}\).
d) Khi không khí trong khí cầu bị đốt nóng, nó bị giãn nở và một phần bị đẩy ra ngoài thông qua lỗ thoát khí phía trên khí cầu. Biết ở \({25^ \circ }{\rm{C}}\) khối lượng riêng của không khí là \(1,29{\rm{\;kg/}}{{\rm{m}}^3}\), vỏ khí cầu mỏng, không giãn và nhẹ. Để quả cầu rời khỏi mặt đất, nhiệt độ khí trong khí cầu phải đạt tối thiểu là \({64,2^ \circ }{\rm{C}}\).
Quảng cáo
Trả lời:

Phương pháp:
a) Lực tối thiểu để nâng khoang lên khỏi mặt đất có độ lớn bằng trọng lượng của khinh khí cầu
b) Sử dụng lý thuyết sự nổi của vật
c, d) Phương trình Clapeyron: \({\rm{pV}} = {\rm{nRT}}\)
Cách giải:
a) Trọng lượng của khí cầu là:
\(P = mg = 450.9,8 = 4410\left( N \right)\)
Lực tối thiểu để nâng khoang lên khỏi mặt đất có độ lớn bằng trọng lượng của khinh khí cầu: 4410N
\( \to \) a đúng
b) Khinh khí cầu bay lên được là do khối lượng riêng của khí trong khí cầu nhỏ hơn của khí quyển
\( \to \) b đúng
c) Áp dụng phương trình Clapeyron, ta có:
\(pV = nRT \Rightarrow n = \frac{{pV}}{{RT}} = \frac{{{{1,03.10}^5}{{.3.10}^3}}}{{8,31.\left( {25 + 273} \right)}} \approx 124779\left( {{\rm{mol}}} \right)\)
\( \to \) c sai
d) Xét lượng khí bên trong khí cầu ban đầu ở \({25^ \circ }{\rm{C}}\)
Khối lượng riêng của không khí là:
\({\rho _{kk}} = \frac{{{m_1}}}{V} = \frac{{{n_1}{\mu _{kk}}}}{V} \Rightarrow {\mu _{kk}} = \frac{{{\rho _{kk}}.V}}{{{n_1}}} = \frac{{{\rho _{kk}}R{T_1}}}{p}\)
Khi nung nóng khí cầu, để khí cầu rời khỏi mặt đất, ta có khối lượng riêng của khí cầu:
\(\rho = {\rho _{kk}} \Rightarrow \frac{{{m_k} + m}}{V} = {\rho _{kk}}\)
\( \Rightarrow \frac{{{m_k} + 450}}{{{{3.10}^3}}} = 1,29 \Rightarrow {m_k} = 3420\left( {{\rm{kg}}} \right)\)
\( \Rightarrow {n_k} = \frac{{{m_k}}}{{{\mu _{kk}}}} = \frac{{{m_k}.p}}{{{\rho _{kk}}RT}}\)
Áp dụng phương trình Clapeyron, ta có:
\(pV = {n_k}R{T_k} \Rightarrow \frac{{{m_k}.p}}{{{\rho _{kk}}RT}}.R{T_k} = \frac{{{m_k}p{T_k}}}{{T{\rho _{kk}}}}\)
\( \Rightarrow {T_k} = \frac{{V{\rho _{kk}}T}}{{{m_k}}} = \frac{{{{3.10}^3}.1,29.\left( {25 + 273} \right)}}{{3420}}\)
\( \Rightarrow {T_k} \approx 337,2{\rm{\;K}} \Rightarrow {t_k} = 337,2 - 273 = {64,2^ \circ }{\rm{C}}\)
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
- Sổ tay Vật lí 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Vật lí (có đáp án chi tiết) ( 38.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Phương pháp:
a) Sử dụng kĩ năng đọc bảng số liệu
b) Trong quá trình chất chuyển thể, nội năng của vật biến thiên
c) Nội năng của vật có thể biến thiên nhờ tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt
d) Nhiệt lượng: \(Q = m\lambda = Pt\)
Cách giải:
a) Từ bảng số liệu, ta thấy trong quá trình nước đá tan, nhiệt độ của hỗn hợp không đổi và bằng \({0^ \circ }{\rm{C}}\).
\( \to \) a đúng
b) Trong quá trình nước đá tan, nước đá chuyển từ thể rắn sang lỏng, nội năng của hỗn hợp tăng lên.
\( \to \) b đúng
c) Trong quá trình nước đá tan, nước đá và hỗn hợp nhận nhiệt lượng từ môi trường, làm nội năng của hỗn hợp tăng
\( \to \) c sai
d) Công suất trung bình của nguồn điện là:
\(\overline P = \frac{{14,05 + 14,06 + 14,00 + 14,02 + 13,98}}{5} = 14,022\left( W \right)\)
Nhiệt lượng nước đá nhận được từ môi trường trong 300 giây là:
\(Q = \overline P .t = 14,022.300 = 4206,6\left( J \right)\)
Khối lượng nước đá đã tan là:
\({\rm{\Delta }}m = 22,80 - 10,58 = 12,22\left( {\rm{g}} \right) = {12,22.10^{ - 3}}\left( {{\rm{kg}}} \right)\)
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là:
\(\lambda = \frac{Q}{m} = \frac{{4206,6}}{{{{12,22.10}^{ - 3}}}} \approx {3,44.10^5}\left( {{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)\)
\( \to \) d sai
Lời giải
Phương pháp:
Tổng thể tích của nước và túi khí không đổi
Nhiệt độ của bóng của khí không đổi, áp dụng công thức định luật Boyle: \({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\)
Cách giải:
a) Khi nước bơm vào bình, thể tích của nước tăng, thể tích của bóng khí giảm, áp suất trong bóng khí tăng
\( \to \) a đúng
b) Bóng khí kín, số phân tử khí không đổi
\( \to \) b sai
c) Khi nước trong bình là 9 lít, thể tích của bóng khí là:
\({V_2} = 12 - 9 = 3\) (lít\()\)
Xét lượng khí trong bóng không đổi
Trạng thái 1 khi bình không chứa nước: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1} = 120{\rm{kPa}}}\\{{V_1} = 12{\rm{\;}}lần {\rm{\;}}}\end{array}} \right.\)
Trạng thái 2 khi bình chứa 9 lít nước: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2}}\\{{V_2} = 3{\rm{\;}}lần }\end{array}} \right.\)
Áp dụng công thức định luật Boyle, ta có:
\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow {p_2} = {p_1}\frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = 120.\frac{{12}}{3} = 480\left( {{\rm{kPa}}} \right)\)
\( \to \) c sai
Áp dụng công thức định luật Boyle, ta có:
\({p_1}{V_1} = {p_3}{V_3} \Rightarrow {p_3} = {p_1}\frac{{{V_1}}}{{{V_3}}} = 120.\frac{{12}}{6} = 240\left( {{\rm{kPa}}} \right)\)
Vậy khi áp suất bằng 240 kPa thì rơ le đóng mạch để cung cấp nước trở lại
Xét lượng khí thoát ra có số mol là \({n_2}\), số mol khí ban đầu là \({n_1}\)
Áp dụng phương trình Clapeyron cho khí trước và sau khi xả khi áp suất đạt giá trị 240 kPa :
\({p_3}{V_3} = {n_1}RT\)
\({p_3}{V_4} = {n_2}RT\)
\( \Rightarrow \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{{{V_4}}}{{{V_3}}} = \frac{{12 - 7,2}}{6} = 0,8\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}n = {n_1} - {n_2} = 0,2{n_1} = {n_1}.20{\rm{\% }}\)
\( \to \) d đúng
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
A. lên trên.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
A. Ở thể lỏng không có hình dạng nhất định.
B. Thể tích chất khí bằng thể tích bình chứa.
C. Chỉ có ở thể rắn, các phân tử dao động nhiệt
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.