Câu hỏi:

28/08/2025 12,546 Lưu

 Một ống thuỷ tinh hình trụ thẳng đứng có tiết diện ngang nhỏ, đầu trên hở, đầu dưới kín. Ống chứa một khối khí (coi là khí lí tưởng) có chiều cao \({\rm{L}} = 90{\rm{\;cm}}\), được ngăn cách với bên ngoài bởi một cột thuỷ ngân có độ cao \({\rm{h}} = 75{\rm{\;cm}}\), mép trên cột thuỷ ngân cách miệng trên của ống một đoạn \(l = 10\) cm. Nhiệt độ ban đầu của khí trong ống là \({t_0} = - {3^ \circ }{\rm{C}}\), áp suất khí quyển là \({p_0} = 75{\rm{cmHg}}\). Người ta thay đổi chậm nhiệt độ của khí trong ống để cột thủy ngân có thể di chuyển trong ống thủy tinh.

Một ống thuỷ tinh hình trụ thẳng đứng có tiết diện ngang nhỏ, đầu trên hở, đầu dưới kín. Ống chứa một khối khí (coi là khí lí tưởng) có  (ảnh 1)

     a) Đưa nhiệt độ của khí trong ống đến \({27^ \circ }{\rm{C}}\) thì mép trên của cột thuỷ ngân vừa chạm miệng trên của ống.

     b) Khi được làm nóng, cột thủy ngân sẽ dịch chuyển về phía đầu dưới của ống.

     c) Để thuỷ ngân trong ống tràn hết ra ngoài thì phải đưa nhiệt độ của khí trong ống đến nhiệt độ \(262,5{\rm{\;K}}\).

     d) Khi cột thủy ngân chưa trào ra ngoài thì quá trình biến đổi của khí trong ống là quá trình đẳng áp.

Phương pháp:

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng.

- Viết phương trình nhiệt độ theo chiều dài của cột thủy ngân còn lại. Sử dụng đạo hàm tìm nhiệt độ lớn nhất cần cung cấp để có thể đẩy được toàn bộ thủy ngân ra ngoài.

Cách giải:

a) Khi thủy ngân ở trạng thái cân bằng nên áp dụng định luật Charles ta có:

\(\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{L.S}}{{{T_1}}} = \frac{{{L_2}S}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{90}}{{ - 3 + 273}} = \frac{{{L_2}}}{{27 + 273}}\)

\( \Rightarrow {L_2} = 100\left( {{\rm{cm}}} \right)\)

\( \to \) a đúng.

b) Khi được làm nóng, cột thủy ngân sẽ dịch chuyển lên đầu trên do khí bên trong ống giãn nở đẩy thủy ngân đi lên.

\( \to \) b sai.

c) Giả sử thủy ngân trong ống còn \(x\left( {{\rm{cm}}} \right)\)

Áp suất của khí bên trong ống là: \(p = {p_0} + x\)

Áp dụng phương trình trạng thái khí:

\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{\left( {{p_0} + x} \right)\left( {175 - x} \right).S}}{T} = \frac{{\left( {{p_0} + h} \right).L.S}}{{{T_1}}}\)

Thay số vào ta được:

\(\frac{{\left( {75 + x} \right)\left( {175 - x} \right)}}{T} = \frac{{\left( {75 + 75} \right).90}}{{ - 2 + 273}} = 50\)

\(T = \frac{{ - {x^2} + 100x + 13125}}{{50}}\)

\(T' = \frac{1}{{50}}\left( { - 2x + 100} \right) = 0 \Rightarrow x = 50\left( {{\rm{cm}}} \right)\)

\({T_{{\rm{max\;}}}} = \frac{{ - {{50}^2} + 100.50 + 13125}}{{50}} = 312,5\left( {\rm{K}} \right)\)

\( \to \) c sai.

d) Khi cột thủy ngân chưa trào ra ngoài thì quá trình biến đổi của khí trong ống không phải quá trình đẳng áp vì cột thủy ngân của nó có di chuyển.

\( \to \) d sai.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Phương pháp:

Phương trình Clapeyron: \(pV = nRT \Rightarrow n \sim \frac{1}{T}\)

Cách giải:

Ta có: \(pV = nRT \Rightarrow n \sim \frac{1}{T}\)

\( \Rightarrow \frac{{{n_1} - {n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{{\frac{1}{{{T_1}}} - \frac{1}{{{T_2}}}}}{{\frac{1}{{{T_1}}}}} = \frac{{\frac{1}{{25 + 273}} - \frac{1}{{50 + 273}}}}{{\frac{1}{{25 + 273}}}} \approx 0,077\)

\( \Rightarrow \frac{{{n_1} - {n_2}}}{{{n_1}}} \approx 8{\rm{\% }}\)

Chọn C.

Lời giải

Phương pháp:

- Lý thuyết về lực từ tác dụng lên dây dẫn.

- Bài toán cân dòng điện.

- Phương trình của đồ thị: \(m = {m_0} + kI\)

Cách giải:

a) Từ đồ thị ta thấy, khi dòng điện tăng lên thì số chỉ trên cân tăng lên do đó lực từ tác dụng lên dây dẫn có chiều hướng lên, áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được dòng điện có chiều từ P đến Q.

\( \to \) a sai.

b) Không đủ dữ kiện để tính, 80 g là khối lượng của nam châm.

\( \to \) b sai.

c) Số chỉ của cân thay đổi là do lực từ tác dụng lên nam châm.

\( \to \) c sai.

d) Độ lớn của lực từ bằng trọng lượng của phần khối lượng tăng thêm:

\(\left( {m - {m_0}} \right)g = F \Rightarrow m = {m_0} + \frac{F}{g} = {m_0} + \frac{{B\ell }}{g}I\)

Mà phương trình của đồ thị có dạng: \(m = {m_0} + kI\) với hệ số \(k = {\rm{tan}}\alpha \).

\( \Rightarrow {\rm{tan}}\alpha  = \frac{{B\ell }}{g} \Rightarrow {\rm{tan}}{28^ \circ } = \frac{{B.0,15}}{{9,8}} \Rightarrow B \approx 34,74\)

Vì khối lượng được tính theo đơn vị gam \( \Rightarrow B \approx 34,74\left( {{\rm{mT}}} \right)\)

\( \to {\rm{d}}\) 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.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Mặt phẳng (P) phân chia không gian thành hai miền như hình vẽ. Miền (1) có từ trường đều \(\overrightarrow {{B_1}} \) với các đường sức từ nằm ngang, vuông góc với mặt phẳng hình vẽ,độ lớn cảm ứng từ \({B_1} = 0,2T\). Miền (2) có từ trường đều \(\overrightarrow {{B_2}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{B_1}} \) có độ lớn \({B_2} = 0,5{B_1}\). Một điện tích \({\rm{q}} = {10^{ - 4}}{\rm{C}}\), khối lượng \({10^{ - 5}}{\rm{\;g}}\) ban đầu ở điểm M trên mặt phẳng \(\left( {\rm{P}} \right)\). Tại thời điểm \(t = 0\), điện tích được truyền một vận tốc ban đầu \({\vec v_0}\) vuông góc với mặt phẳng \(\left( {\rm{P}} \right)\) và hướng vào miền (1) với tốc độ là \({4.10^4}{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\). Lực từ tác dụng lên điện tích có độ lớn \(F = Bv\left| q \right|\), có phương vuông góc với cảm ứng từ \(\vec B\) và vận tốc \(\vec v\). Đến thời điểm \({t_1}\) điện tích quay trở lại mặt phẳng \(\left( {\rm{P}} \right)\) lần thứ nhất tại điểm N. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

Mặt phẳng (P) phân chia không gian thành hai miền như hình vẽ. Miền (1) có từ trường đều  (ảnh 1)

a) Đến thời điểm \({t_2} = 2\pi {.10^{ - 3}}s\) thì điện tích quay trở lại mặt phẳng \(\left( {\rm{P}} \right)\) tại điểm M.

b) Khoảng cách \({\rm{MN}} = 40{\rm{\;m}}\).

c) Động năng của điện tích trên là không đổi khi đi trong miền (1) và miền (2).

d) Lực từ tác dụng lên điện tích khi nó chuyển động trong miền (1) có độ lớn 8 N.

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.

Nâng cấp VIP

Câu 5

A. có khối lượng riêng lớn.                   

B. có nhiệt dung riêng lớn.

C. có nhiệt nóng chảy riêng lớn.                
D. có nhiệt độ nóng chảy lớn.

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.

Nâng cấp VIP