Để khảo sát mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ của một lượng khí xác định, một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm bố trí như hình bên.

Đối tượng khảo sát là một quả cầu kim loại chứa không khí, được nhúng ngập hoàn toàn trong bình chứa nước. Quả cầu khí được nối với một khí áp kế để đo áp suất, đồng thời có gắn một van có thể đóng - mở nhằm kết nối hoặc cô lập khí trong quả cầu với khí quyển bên ngoài. Nhiệt độ của hệ được theo dõi bằng nhiệt kế. Trong suốt quá trình thí nghiệm, bỏ qua sự co giãn không đáng kể của bình khí. Ban đầu, mở van để khí trong bình cân bằng áp suất với khí quyển, sau đó đóng van để cô lập khối khí trong bình. Ghi lại các giá trị nhiệt độ và áp suất ban đầu của khí vào bảng số liệu. Tiếp theo, bật bếp điện và điều chỉnh công suất ở mức phù hợp để nhiệt độ của nước tăng chậm; đồng thời thường xuyên khuấy nước để đảm bảo nhiệt độ nước trong bình đồng đều, giúp khí trong quả cầu nhanh đạt cân bằng nhiệt với nước. Cứ mỗi khi nhiệt độ tăng thêm , nhóm học sinh tiến hành ghi lại đồng thời nhiệt độ và áp suất tương ứng của khí vào bảng số liệu. Kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng sau:
|
Nhiệt độ \(t\) |
25,0 |
35,0 |
45,0 |
55,0 |
65,0 |
|
Áp suất \(p\) (\({10^5},Pa\)) |
1,01 |
1,04 |
1,08 |
1,11 |
1,15 |
a. Quả cầu chứa khí được làm bằng kim loại và nhúng ngập hoàn toàn trong nước nhằm tăng cường trao đổi nhiệt, giúp khí bên trong quả cầu nhanh chóng đạt cân bằng nhiệt với nước, qua đó giảm sai số trong phép đo.
b. Áp suất khí trong quả cầu tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ.
c. Quá trình biến đổi khí trong thí nghiệm là quá trình đẳng tích.
d. Mật độ phân tử trung bình của lượng khí đã sử dụng trong thí nghiệm là \(2,46 \cdot {10^{25}}\) phân tử \({m^3}\).
Quảng cáo
Trả lời:
Thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của một lượng khí xác định trong quả cầu kim loại; đề cũng nói bỏ qua sự co giãn không đáng kể của bình khí. Bảng số liệu là:
\(p({10^5},Pa):1,01;1,04;1,08;1,11;1,15\).
a) Đúng
Quả cầu bằng kim loại và nhúng ngập trong nước giúp trao đổi nhiệt tốt hơn, nên khí trong quả cầu nhanh đạt cân bằng nhiệt với nước, giảm sai số đo.
Vậy phát biểu đúng.
b) Sai
Áp suất của khí lí tưởng tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối \(T\), không phải với nhiệt độ Celsius \(t\).
Ở đây phải hiểu \(p~T\) với \(T = t + 273\).
Vậy phát biểu “tỉ lệ thuận với nhiệt độ” là sai nếu hiểu theo số liệu trong bảng.
c) Đúng
Đề cho biết bỏ qua sự co giãn của bình khí, tức thể tích khí coi như không đổi.
Đó là quá trình đẳng tích.
Vậy phát biểu đúng.
d) Đúng
Dùng phương trình khí lí tưởng ở mức phân tử: \(p = nkT\), trong đó \(n\) là mật độ phân tử.
Lấy số liệu ban đầu:
\(p = 1,01 \cdot {10^5},Pa\), \(T = 25 + 273 = 298,K\), \(k = \frac{R}{{{N_A}}} = \frac{{8,31}}{{6,02 \cdot {{10}^{23}}}} \approx 1,38 \cdot {10^{ - 23}},J/K\).
Suy ra:
\(n = \frac{p}{{kT}} \approx \frac{{1,01 \cdot {{10}^5}}}{{1,38 \cdot {{10}^{ - 23}} \cdot 298}} \approx 2,46 \cdot {10^{25}},{\rm{phân tử/}}{{\rm{m}}^3}\).
Vậy phát biểu đúng.
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Suất điện động tức thời của máy phát điện xoay chiều:
\(e = {E_0}\cos \theta \) hoặc \(e = {E_0}\sin \theta \) tùy cách chọn gốc pha.
Vì tại \(t = 0\), mặt phẳng khung song song với đường sức từ nên suất điện động có độ lớn cực đại:
\({E_0} = NBS\omega \).
Ta có:
\(N = 200\), \(B = 0,4,T\), \(S = 25,c{m^2} = 2,5 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\).
Tốc độ quay:
\(600\) vòng/phút \( = 10\) vòng/s, nên
\(\omega = 2\pi f = 20\pi ,rad/s\).
Do đó:
\({E_0} = 200 \cdot 0,4 \cdot 2,5 \cdot {10^{ - 3}} \cdot 20\pi = 4\pi \approx 125,6,V\).
Khi khung quay góc :
là không đúng với gốc pha đã chọn ở đây.
Vì lúc đầu đã cực đại nên sau khi quay góc :
nếu lấy góc quay từ vị trí cực đại, hoặc tương đương
nếu đổi cách nhìn. Tuy nhiên với dữ kiện “mặt phẳng khung song song với đường sức từ” tại \(t = 0\), công thức đúng là
\(e = {E_0}\cos (\omega t)\), nên sau góc quay :
.
Nhưng cần cẩn thận: góc quay của khung là , cũng chính là góc quay của pháp tuyến khung từ vị trí vuông góc với \(\vec B\) sang vị trí hợp với \(\vec B\) góc . Khi đó từ thông là , nên suất điện động có độ lớn
nếu chọn theo biến thiên từ thông từ mốc ban đầu.
Tuy nhiên do đề cho “tại thời điểm ban đầu, mặt phẳng khung song song với các đường sức từ”, tức pháp tuyến vuông góc với \(\vec B\), nên dạng chuẩn là
\(e = NBS\omega \sin \alpha \), với \(\alpha \) là góc giữa pháp tuyến và \(\vec B\).
Sau khi quay , pháp tuyến hợp với \(\vec B\) góc , nên
.
Vậy làm tròn đến hàng đơn vị: \(63,V\).
Lời giải
Ta có suất điện động cảm ứng trung bình:
\(\mathcal{E} = \frac{{|\Delta \Phi |}}{{\Delta t}}\).
Vì vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vòng dây góc nên hợp với pháp tuyến góc .
Do đó từ thông qua mỗi vòng là:
.
Suy ra độ biến thiên từ thông của cả cuộn dây:
.
Thay số:
\(N = 100\), \(B = 0,20,mT = 2 \cdot {10^{ - 4}},T\), \(\Delta S = 40,c{m^2} = 4 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\), \(\Delta t = 2,0,s\).
Ta được:
\(\mathcal{E} = \frac{{100 \cdot 2 \cdot {{10}^{ - 4}} \cdot 4 \cdot {{10}^{ - 3}} \cdot \frac{1}{2}}}{2} = 2 \cdot {10^{ - 5}},V\).
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây:
\(Q = {I^2}Rt = \frac{{{\mathcal{E}^2}}}{R}t\).
Với \(R = 1,5,\Omega \), \(t = 2,s\):
\(Q = \frac{{{{(2 \cdot {{10}^{ - 5}})}^2}}}{{1,5}} \cdot 2 = 5,33 \cdot {10^{ - 10}},J\).
Vậy \(X = 5,33\).
Câu 3
a. Dòng điện chạy trong khung dây có chiều từ \(Q\) đến \(P\).
b. Lực từ tác dụng lên cạnh \(PQ\) của khung dây có phương nằm ngang.
c. Độ lớn cảm ứng từ \(B\) là \(0,26,T\).
d. Đòn cân mất trạng thái cân bằng nằm ngang khi có dòng điện chạy qua là do lực từ tác dụng lên cả \(3\) cạnh \(QM\), \(PQ\) và \(NP\) của khung dây.
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.
Câu 4
A. \(4,74\)lít.
B. \(12,3\)lít.
C. \(8,74\)lít.
D. \(15,3\)lít.
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.
Câu 5
a. Để hệ thống truyền được năng lượng, dòng điện cấp vào cuộn phát trong đế sạc phải là dòng điện không đổi.
b. Khuyến cáo của nhà sản xuất nhằm tránh việc vật kim loại bị nóng lên dưới tác dụng của dòng điện Foucault, có thể gây hỏng thiết bị hoặc gây cháy nổ.
c. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn thu là do có sự biến thiên của từ thông qua cuộn dây này.
d. Dòng điện cảm ứng trong cuộn thu luôn tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường của cuộn phát.
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.
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.
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.

