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:
Giải bởi Vietjack
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:
\(pV = {n_k}R{T_k} \Rightarrow \frac{{{m_k}.p}}{{{\rho _{kk}}RT}}.R{T_k} = \frac{{{m_k}p{T_k}}}{{T{\rho _{kk}}}}\)
\( \Rightarrow {T_k} = \frac{{V{\rho _{kk}}T}}{{{m_k}}} = \frac{{{{3.10}^3}.1,29.\left( {25 + 273} \right)}}{{3420}}\)
\( \Rightarrow {T_k} \approx 337,2{\rm{\;K}} \Rightarrow {t_k} = 337,2 - 273 = {64,2^ \circ }{\rm{C}}\)
\( \to \) d đúng
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 1000 câu hỏi lí thuyết môn Vật lí (Form 2025) ( 45.000₫ )
- 500 Bài tập tổng ôn Vật lí (Form 2025) ( 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:
Quy tắc bàn tay trái: đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra \({90^ \circ }\) chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn
Cách giải:
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta thấy:
Hình 1: lực từ có hướng từ dưới lên \( \to \) Hình 1 sai
Hình 2: lực từ có hướng từ phải sang trái \( \to \) Hình 2 sai
Hình 3: lực từ có hướng từ phải sang trái \( \to \) Hình 3 sai
Hình 4: lực từ có hướng từ trên xuống \( \to \) Hình 4 đúng
Chọn A.
Lời giải
Phương pháp:
Định luật III Newton: lực do từ trường của nam châm tác dụng lực từ lên dây dẫn có dòng điện chạy qua, thì dây dẫn cũng tác dụng lên nam châm một lực từ cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn với lực từ tác dụng lên dây dẫn
Quy tắc bàn tay trái: đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra \({90^ \circ }\) chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn
Độ lớn lực từ: \(F = IBl{\rm{sin}}\alpha \)
Cách giải:
a) Số chỉ của cân tăng lên chứng tỏ có một lực tác dụng lên nam châm theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống \( \to \) a đúng
b) Độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn bằng trọng lượng của vật có khối lượng hiển thị trên cân
\( \to \) b sai
c) Lực từ do dây dẫn tác dụng lên nam châm có chiều hướng xuống \( \to \) lực từ tác dụng lên dây dẫn có chiều hướng lên
Áp dụng quy tắc bàn tay trái: \(\vec F\) hướng lên, \(\vec B\) hướng từ trái sang phải \( \to \) cường độ dòng điện có chiều từ C đến D
\( \to \) c sai
d) Độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn bằng trọng lượng của vật có khối lượng hiển thị trên cân:
\(F = IBl = mg \Rightarrow B = \frac{{mg}}{{Il}}\)
Cảm ứng từ trong các lần đo tương ứng là:
\({B_1} = \frac{{{m_1}g}}{{{I_1}l}} = \frac{{{{4,1.10}^{ - 3}}.9,8}}{{2,51.0,1}} \approx 0,1601\left( T \right)\)
\({B_2} = \frac{{{m_2}g}}{{{I_2}l}} = \frac{{{{5,31.10}^{ - 3}}.9,8}}{{3,22.0,1}} \approx 0,1616\left( T \right)\)
\({B_3} = \frac{{{m_3}g}}{{{I_3}l}} = \frac{{{{7,15.10}^{ - 3}}.9,8}}{{4,36.0,1}} \approx 0,1607\left( T \right)\)
\({B_4} = \frac{{{m_4}g}}{{{I_4}l}} = \frac{{{{8,16.10}^{ - 3}}.9,8}}{{5,02.0,1}} \approx 0,1593\left( T \right)\)
\({B_5} = \frac{{{m_5}g}}{{{I_5}l}} = \frac{{{{11.10}^{ - 3}}.9,8}}{{6,74.0,1}} \approx 0,1599\left( T \right)\)
Giá trị trung bình của cảm ứng từ là:
\(\overline B = \frac{{0,1601 + 0,1616 + 0,1607 + 0,1593 + 0,1599}}{5} \approx 0,16032\left( T \right)\)
\( \to \) d sai
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.
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.
Nhắn tin Zalo