Câu hỏi:

27/09/2025 20 Lưu

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm:

     + Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 105 Pa).

     + Xi lanh (2).

     + Pit tông (3) gắn với tay quay (4).

     + Hộp chứa nước nóng (5).

     + Cảm biến nhiệt độ (6).

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 1)

Bạn học sinh tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

     + Đọc giá trị phần thể tích chứa khí của xi lanh ban đầu ( V0=70 mℓ).

     + Đọc số chỉ của cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ khí trong xi lanh ban đầu (t0=26°C ).

     + Đổ nước nóng vào hộp chứa cho ngập hoàn toàn xi lanh. Quay tay quay để pit tông dịch chuyển từ từ sao cho số chỉ của áp kế không đổi ( p0=105 Pa). Đọc giá trị của phần thể tích chứa khí và nhiệt độ sau mỗi phút.

Bạn học sinh thu được bảng giá trị sau:

Lần đo

Nhiệt độ của khí trong xi lanh t (°C)

Thể tích khí trong xi lanh V (mℓ)

1

45

75

2

41

74

3

37

73

4

33

72

5

29

71

     a) Định luật Charles được phát biểu như sau: “Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó”.

     b) Lượng khí lí tưởng chứa trong xi lanh có số mol xấp xỉ bằng 2,8 mol.

     c) Tỉ số VT  luôn không đổi và xấp xỉ bằng 0,235.10-6 m3K  .

     d) Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của khối khí trên như hình vẽ sau:

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 2)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Định luật Charles được phát biểu như sau: “Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó”.

Đ

 

b

Lượng khí lí tưởng chứa trong xi lanh có số mol xấp xỉ bằng 2,8 mol.

 

S

c

Tỉ số  luôn không đổi và xấp xỉ bằng 0,235.10-6 m3K  .

Đ

 

d

Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của khối khí trên như hình vẽ sau:

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 3)

Đ

 

     a) ĐÚNG

Định luật Charles được phát biểu như sau: “Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó”.

Phát biểu đúng.

     b) SAI

Lượng khí lí tưởng chứa trong xi lanh có số mol là:
\[
p_0 V_0 = n R T_0 \;\Rightarrow\;
n=\frac{p_0 V_0}{R T_0}
=\frac{10^{5}\!\cdot 70\cdot 10^{-6}}{8{,}31\cdot(26+273)}
\approx 0{,}0028\ \text{mol}.
\]

     c) ĐÚNG

 Ta có bảng số liệu sau (đã đổi đơn vị):

Lần đo

Nhiệt độ của khí trong xi lanh T (K)

Thể tích khí trong xi lanh V (m3)

Tỉ số VTm3K

1

318

75.10-6

0,236.10-6

2

314

74.10-6

0,236.10-6

3

310

73.10-6

0,235.10-6

4

306

72.10-6

0,235.10-6

5

302

71.10-6

0,235.10-6

 

 

 

\[
\frac{\overline{V}}{\overline{T}} = 0{,}235\cdot 10^{-6}\ \frac{\text{m}^3}{\text{K}}.
\]

Vậy tỉ số \(\dfrac{V}{T}\) luôn không đổi và xấp xỉ bằng \(0{,}235\cdot 10^{-6}\ \text{m}^3/\text{K}\).

     d) ĐÚNG

Từ bảng giá trị trên ta vẽ được đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của khối khí như hình sau:

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 4)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình đẳng nhiệt nên
\[
T_2 = T_1 = 27 + 273 = 300\ \text{K}.
\]

Từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là quá trình đẳng tích, có áp suất tăng 3 lần nên nhiệt độ tuyệt đối tăng 3 lần. Khi đó:
\[
T_3 = 3T_2 = 3\cdot 300 = 900\ \text{K}.
\]

Từ trạng thái (3) sang trạng thái (4) là quá trình đẳng áp, có thể tích giảm 2 lần nên nhiệt độ tuyệt đối giảm 2 lần. Khi đó:
\[
T_4 = \frac{T_3}{2} = \frac{900}{2} = 450\ \text{K}.
\]

Lời giải

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Khối lượng nước có trong hỗn hợp ban đầu là 0,2 kg.

 

S

b

Công suất của ấm điện xấp xỉ bằng 1000 W.

Đ

 

c

Kể từ thời điểm bắt đầu đun, sau khoảng 13 phút thì nước trong ấm điện bắt đầu sôi.

 

S

d

Tại thời điểm nước bắt đầu sôi, bạn học sinh ngắt điện và bỏ thêm vào ấm 250 g nước đá ở $-5^\circ\text{C}$. Nhiệt độ của hỗn hợp khi có sự cân bằng nhiệt xảy ra xấp xỉ bằng $80^\circ\text{C}$.

Đ

 

a) Sai

Do bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và ấm nên nhiệt lượng mà ấm cung cấp bằng nhiệt lượng mà nước và nước đá thu vào.

Xét đoạn \(OA\), lượng nước đá trong hỗn hợp nhận nhiệt lượng để nóng chảy và chuyển hoàn toàn sang thể lỏng. Ta có:
\[
Q_{0A} = \lambda m_{a2} \;\;\Leftrightarrow\;\; m_{a2} = \frac{Q_{0A}}{\lambda}
= \frac{66{,}8 \cdot 10^3}{3{,}34 \cdot 10^5} = 0{,}2\ \text{kg}.
\]

Khối lượng nước có trong hỗn hợp ban đầu là: \(2 - 0{,}2 = 1{,}8\ \text{kg}\).

b) Đúng

Do khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến khi nhiệt độ của hỗn hợp bắt đầu tăng lên là 67 giây nên ta có:
\[
Q_{0A} = P \cdot t_{0A} \;\;\Rightarrow\;\; P = \frac{Q_{0A}}{t_{0A}} = \frac{66{,}8 \cdot 10^3}{67} \approx 1000\ \text{W}.
\]

c) Sai

Trong khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến khi nước bắt đầu sôi, ta có:
\[
Q = Q_{0A} + m_n c_n \Delta T = P t.
\]
\[
\Rightarrow t = \frac{66{,}8 \cdot 10^3 + 2 \cdot 4200 \cdot 100}{1000} \approx 906{,}8\ \text{s} \approx 15\ \text{phút}.
\]

d) Đúng

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\[
m_n c_n (100 - t_{cb}) = m_{a2} c_a [0 - (-5)] + \lambda m_{a2} + m_{a2} c_n (t_{cb} - 0).
\]

\[
\Rightarrow 2 \cdot 4200 \cdot (100 - t_{cb}) = 0{,}25 \cdot 2100 \cdot 5 + 3{,}34 \cdot 10^5 \cdot 0{,}25 + 0{,}25 \cdot 4200 \cdot t_{cb}.
\]

\[
\Rightarrow t_{cb} \approx 80^\circ \text{C}.
\]

Câu 3

A. 2 696 g.

B. 2 962 g.

C. 1 348 g.

D. 1 481 g.

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

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