Câu hỏi:

17/04/2026 207 Lưu

Dùng thông tin sau cho câu 23 và câu 24:

Một hệ thống máy nén khí công nghiệp sử dụng xilanh để hút không khí từ ngoài môi trường và nén vào một bình chứa cố định có thể tích \({V_b} = 50\) lít. Không khí bên ngoài khí quyển luôn ở điều kiện áp suất \({p_0} = 1\) atm và nhiệt độ t0=27°C. Mỗi chu trình hoạt động, máy nén hút đúng \(1\) lít không khí từ khí quyển để nén đẩy hoàn toàn vào bình chứa. Bình chứa ban đầu đã có sẵn không khí ở điều kiện \(1\) atm và 27°C. Coi không khí hoạt động như khí lí tưởng.

Ở chế độ bảo dưỡng, máy nén hoạt động rất chậm nên nhiệt độ khí trong bình chứa được hệ thống tản nhiệt giữ không đổi bằng đúng nhiệt độ khí quyển (27°C). Sau khi máy nén thực hiện trọn vẹn \[75\] chu trình nén, áp suất khí trong bình chứa lúc này đạt mức bao nhiêu atm? (làm tròn kết quả đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

2,5

Thể tích bình chứa cố định: \({V_b} = 50\;{\rm{lít}}.\)Ban đầu trong bình đã có khí ở p0=1 atm,t0=27°C. Mỗi chu trình, máy nén đưa thêm vào bình lượng khí tương đương \(1\) lít không khí ở điều kiện 1 atm,27°C.

Vì quá trình chậm, nhiệt độ khí trong bình luôn bằng (27°C), nên số mol khí tỉ lệ với pV.

Ban đầu, số mol khí trong bình tương ứng với 50 lít khí ở \(1\;{\rm{atm}}\).

Sau 75 chu trình, lượng khí tăng thêm tương ứng với 75 lít khí ở cùng điều kiện đó.

Vậy tổng lượng khí tương ứng với

\(50 + 75 = 125\;{\rm{lít}}\)ở điều kiện chuẩn đã cho.

Do bình vẫn có thể tích 50 lít, nên áp suất trong bình là

\(p = 1 \cdot \frac{{125}}{{50}} = 2,5\;{\rm{atm}}.\)

Câu hỏi cùng đoạn

Câu 2:

Trong một tình huống sản xuất thực tế, máy nén bơm liên tục ở công suất cao vào bình chứa (vẫn đang chứa khí ban đầu ở \(1\) atm, 27°C. Việc nén nhanh khiến khối khí trong bình không kịp tản nhiệt, làm nhiệt độ toàn bộ không khí trong bình tăng lên và đạt mức 87°C. Bình chứa được trang bị một van an toàn tự động, van này sẽ lập tức bật mở xả khí khi áp suất chạm ngưỡng \[12\] atm. Để van an toàn bắt đầu bật mở, máy nén phải thực hiện ít nhất bao nhiêu chu trình nén? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Xem lời giải

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

450

Ban đầu trong bình:

\({p_1} = 1\;{\rm{atm}},{T_1} = 27 + 273 = 300\;{\rm{K}}.\)Khi khí trong bình đạt

\({T_2} = 87 + 273 = 360\;{\rm{K}}\)và van an toàn bắt đầu mở tại

\({p_2} = 12\;{\rm{atm}}.\)Với thể tích không đổi: \(\frac{{pV}}{T} \propto n.\)

Gọi \({n_0}\) là số mol khí ban đầu trong bình, thì sau \(N\) chu trình:

\(n = {n_0}\left( {1 + \frac{N}{{50}}} \right)\)vì mỗi chu trình thêm lượng khí bằng \(\frac{1}{{50}}\) lượng khí ban đầu trong bình.

Theo phương trình trạng thái:

\(\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{n}{{{n_0}}} \cdot \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \left( {1 + \frac{N}{{50}}} \right) \cdot \frac{{360}}{{300}}.\)Suy ra

\(12 = \left( {1 + \frac{N}{{50}}} \right) \cdot 1,2\)\(1 + \frac{N}{{50}} = 10\)

\(\frac{N}{{50}} = 9\)\(N = 450.\)

Vậy máy nén phải thực hiện ít nhất

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a. Khi nhiệt độ nước trong bình đạt giá trị lớn nhất \({t_{\max }}\), công suất tỏa nhiệt của dây điện trở bằng với công suất truyền nhiệt từ nước trong bình ra môi trường.

Đúng
Sai

b. Trong thí nghiệm với bình \({B_2}\), độ chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trong và mặt ngoài của thành bình (khi nước đạt \({t_{\max }}\)) là 50,4°C.

Đúng
Sai

c. Từ bảng số liệu thu được, có thể kết luận rằng giả thuyết ban đầu của nhóm học sinh đưa ra là đúng.

Đúng
Sai

d. Nếu tiến hành thí nghiệm tương tự với một bình \({B_5}\) có cùng chất liệu, cùng kích thước nhưng độ dày thành bình là \(5,0\) mm trong một căn phòng khác có nhiệt độ môi trường là 25,0°C, thì nhiệt độ lớn nhất của nước trong bình dự kiến sẽ đạt được xấp xỉ 57,5°C (kết quả sai lệch không quá 0,5°C được xem là đúng).

Đúng
Sai

Lời giải

Gọi \(P\) là công suất tỏa nhiệt của dây điện trở, \({P_{{\rm{mat}}}}\) là công suất truyền nhiệt ra môi trường.

Khi nước đạt nhiệt độ lớn nhất \({t_{\max }}\), nhiệt độ nước không tăng thêm nữa nên hệ ở trạng thái cân bằng nhiệt động, do đó \(P = {P_{{\rm{mat}}}}.\)

Vì với cùng chất liệu, cùng kích thước, giả thuyết bài cho:

\({P_{{\rm{m?t}}}} \propto \frac{{\Delta t}}{d}.\)Tại \(t = {t_{\max }}\), do \(P\) không đổi nên

\(\frac{{{t_{\max }} - {t_0}}}{d} = const.\)Ta kiểm tra bảng số liệu với t0=20°C:

\(\frac{{34,8 - 20}}{2} = 7,4,\qquad \frac{{50,4 - 20}}{4} = 7,6,\)\(\frac{{65,2 - 20}}{6} \approx 7,53,\qquad \frac{{79,6 - 20}}{8} = 7,45.\)

Các giá trị xấp xỉ bằng nhau, nên giả thuyết là phù hợp.

a) Đúng.

b) Sai, vì 50,4°C là nhiệt độ lớn nhất của nước, không phải độ chênh nhiệt độ giữa mặt trong và mặt ngoài thành bình.

c) Đúng.

d) Với bình \({B_5}\): \(d = 5,0\;{\rm{mm}}\), t0=25°C.

Từ kết quả trên, lấy gần đúng

\(\frac{{{t_{\max }} - {t_0}}}{d} \approx 7,5.\)Suy ra

\({t_{\max }} - 25 \approx 7,5 \cdot 5 = 37,5\)nên

tmax62,5°C. Do đó giá trị 57,5°C là không đúng.

d) Sai.

Lời giải

Lực từ tác dụng lên khối kim loại lỏng có độ lớn:

\(F = BIl\)trong đó \(l\) là chiều dài đoạn dòng điện nằm trong từ trường, ở đây

\(l = b = 5,0\;{\rm{cm}} = 0,05\;{\rm{m}}.\)Suy ra

\(F = 0,5 \cdot 200 \cdot 0,05 = 5\;{\rm{N}}.\)Lưu lượng thể tích:

\(Q = 1,7\;{\rm{lít/s}} = 1,7 \cdot {10^{ - 3}}\;{{\rm{m}}^3}/{\rm{s}}.\)Tiết diện ống:

\(S = ab = 0,02 \cdot 0,05 = {10^{ - 3}}\;{{\rm{m}}^2}.\)Vận tốc dòng chảy:

\(v = \frac{Q}{S} = \frac{{1,7 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{{{10}^{ - 3}}}} = 1,7\;{\rm{m/s}}.\)Công suất cơ học cực đại:

\(P = Fv = 5 \cdot 1,7 = 8,5\;{\rm{W}}.\)

Câu 3

a. Trong tiến trình thí nghiệm này, nhiệt độ của nước là biến độc lập và áp suất của khối khí là biến phụ thuộc.

Đúng
Sai

b. Từ đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự phụ thuộc của \(p\) theo \(t\) (°C) nhóm học sinh có thể rút ra kết luận: áp suất của lượng khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ bách phân (Celsius) của nó.

Đúng
Sai

c. Trong thực tế, do phần ống nhựa nằm ngoài chậu nước luôn giữ ở nhiệt độ phòng (không được đun nóng), sai số hệ thống này sẽ làm cho giá trị áp suất đo được ở các nhiệt độ cao luôn lớn hơn so với giá trị lí thuyết (nếu coi toàn bộ lượng khí đều được đun nóng).

Đúng
Sai

d. Giả sử ban đầu hệ ở 27°C, áp suất đo được là \(1,00 \times {10^5}\;{\rm{Pa}}\). Khi đun nước đến 87°C (coi toàn bộ lượng khí được đun nóng đều và bỏ qua thể tích ống nhựa), cảm biến chỉ đo được áp suất là .\(1,15 \times {10^5}\;{\rm{Pa}}\). Bỏ qua sự rò rỉ khí, nhóm học sinh suy luận nguyên nhân sai lệch này là do bình thủy tinh đã giãn nở nhiệt. Dựa vào số liệu thực nghiệm này, thể tích của bình thủy tinh ở 87°C đã tăng xấp xỉ \(4,35\% \) so với ban đầu. Dựa vào số liệu thực nghiệm, thể tích của bình thủy tinh ở 87°C đã tăng xấp xỉ 4,35% so với ban đầu.

Đúng
Sai

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.

Nâng cấp VIP

Câu 4

A.

Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây dưới mặt kính sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian ở khu vực phía trên mặt bếp.

Đúng
Sai
B.

Nhiệt lượng làm chín thức ăn được truyền trực tiếp từ cuộn dây, xuyên qua mặt kính và đi vào đáy nồi.

Đúng
Sai
C.

Từ trường biến thiên xuyên qua đáy nồi sinh ra các dòng điện cảm ứng (dòng điện Fu-cô) khép kín trong khối kim loại ở đáy nồi, làm đáy nồi tự nóng lên.

Đúng
Sai
D.

Bếp từ có thể đun nóng hiệu quả mọi loại nồi có đáy phẳng (như nồi thủy tinh, nồi đất sét) do từ thông luôn có thể xuyên qua các mặt phẳng này.

Đúng
Sai

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.

Nâng cấp VIP

Câu 5

a. Số mol không khí có trong lốp xe xấp xỉ \(2,56\) mol.

Đúng
Sai

b. Khi xe chạy trên đường dài, nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên làm cho động năng chuyển động nhiệt trung bình của các phân tử khí tăng, dẫn đến áp suất khí trong lốp tăng.

Đúng
Sai

c. Nếu nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên đến 57°C thì áp suất khí trong lốp đạt \(2,5\) atm.

Đúng
Sai

d. Để giữ cho áp suất trong lốp ở 57°C vẫn bằng \(2,1\) atm như ban đầu, người lái xe cần xả bớt một lượng khí chiếm khoảng \(9,1\% \) lượng khí ban đầu trong lốp.

Đúng
Sai

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.

Nâng cấp VIP