Câu hỏi:

24/04/2026 70 Lưu

Một quả bóng thám không có dung tích không đổi 1 200 lít. Vỏ bóng có khối lượng 1 kg. Bóng được bơm khí hydrogen ở áp suất bằng áp suất khí quyển tại mặt đất (1,013.105 Pa) và nhiệt độ 27 °C.

a) Tính lực làm quả bóng rời khỏi mặt đất.

b) Bóng lên tới độ cao h thì dừng lại, tại đó nhiệt độ của khí quyển là 7 °C. Tính áp suất của khí quyển tại độ cao này.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

a) Fn (lực nâng bóng) = Fa (Lực đẩy Archimede) – PH (Trọng lượng khí H2) – Pv (trọng lượng vỏ).

Từ đó suy ra: Fn = (D0 - DH)gV – mg (1)

Trong đó D0 là khối lượng riêng của không khí, DH là khối lượng riêng của khí hydrogen; m là khối lượng của vỏ bóng và V là thể tích bóng (V có độ lớn không đổi).

Mặt khác từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng pV = nRT có thể suy ra:

\({\rm{D}} = \frac{{{\rm{pM}}}}{{{\rm{RT}}}}\), trong đó M là khối lượng mol của khí. Do đó:

\({D_0} = \frac{{{p_0}{M_0}}}{{R{T_0}}}\)\({D_H} = \frac{{{p_H}{M_H}}}{{R{T_H}}} = \frac{{{p_0}{M_H}}}{{R{T_0}}} \Rightarrow \left( {{D_0} - {D_H}} \right) = \frac{{{p_0}\left( {{M_0} - {M_H}} \right)}}{{R{T_0}}}\)

Từ (1) và (2) tính được Fn = 3,10 N.

b) Khi bóng đạt độ cao h và dừng lại thì: Fn = 0 và từ (1) suy ra: \(\left( {D_0^\prime - D_H^\prime } \right)V = m\)

Vì khối lượng khí trong bóng và thể tích bóng không đổi, do đó khối lượng riêng của khí trong bóng cũng không đổi \(D_H^\prime = {D_H}\) nên ta có:

\(\left( {D_0^\prime - {D_H}} \right)V = m \Rightarrow D_0^\prime = {D_H} + \frac{m}{V}\) (3)

Ở độ cao h khối lượng riêng của không khí là: \({\rm{D}}_0^\prime = \frac{{{\rm{p'}}{{\rm{m}}_0}}}{{{\rm{R}}{{\rm{T}}_1}}}\)

Từ (3) và 4) tính được độ lớn của p’ ≈ 7,3.104 Pa.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Đáp án đúng là B

Khối lượng hơi nước: \({m_1} = 100{\rm{\;g}} = 0,1{\rm{\;kg}}\).

Gọi khối lượng nước đá ban đầu là \({m_2}\left( {{\rm{kg}}} \right)\).

Nhiệt độ cân bằng là \(t = {10^ \circ }{\bf{C}}.\)

Nhiệt lượng do \(0,1{\rm{\;kg}}\) hơi nước toả ra để ngưng tụ hoàn toàn ở \({100^ \circ }{\rm{C}}\) và nguội xuống \({10^ \circ }{\rm{C}}\) là:

\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {m_1}.L + {m_1}.{c_n}.\left( {100 - t} \right) = 0,1.2,{3.10^6} + 0,1.4200.\left( {100 - 10} \right) = 267800\left( {\rm{J}} \right)\)

Nhiệt lượng do \({m_2}\left( {{\rm{kg}}} \right)\) nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ \( - {4^ \circ }{\rm{C}}\) lên \({0^ \circ }{\rm{C}}\), nóng chảy hoàn toàn ở \({0^ \circ }{\rm{C}}\) và phần nước tạo thành tiếp tục tăng nhiệt độ từ \({0^ \circ }{\rm{C}}\) lên \({10^ \circ }{\rm{C}}\) là:

\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {m_2}.{c_d}.\left( {0 - \left( { - 4} \right)} \right) + {m_2}.\lambda + {m_2}.{c_n}.\left( {10 - 0} \right)\)

\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {m_2}.\left( {2100.4 + 3,{{4.10}^5} + 4200.10} \right) = 390400.{m_2}\;\left( J \right)\)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {Q_{{\rm{thu\;}}}} \Leftrightarrow 267800 = 390400.{m_2} \Rightarrow {m_2} \approx 0,68596\left( {{\rm{kg}}} \right) \approx 686\left( {\rm{g}} \right)\)

Giá trị này gần nhất với 686 g.

Câu 2

a) Sự tổng hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên phản ứng này còn được gọi là phản ứng nhiệt hạch.    
Đúng
Sai
b) Tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân trước và sau phản ứng luôn bằng nhau.    
Đúng
Sai
c) Năng lượng toả ra khi \(0,01{\rm{\;mol}}\) \(\;_1^2{\rm{H}}\) được tổng hợp hoàn toàn xấp xỉ là \(2,{408.10^{22}}{\rm{MeV}}\).    
Đúng
Sai
d) Năng lượng toả ra khi \(0,01{\rm{\;mol}}\) \({\rm{\;}}_1^2{\rm{H}}\) được tổng hợp hoàn toàn từ phản ứng trên có thể thắp sáng một bóng đèn LED tuýp dài \(1,2{\rm{mum}}\) có công suất 18 W trong thời gian khoảng 6,79 năm (lấy số ngày trong 1 năm là 365 ngày).
Đúng
Sai

Lời giải

a) Đúng.

Phản ứng tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn cần nhiệt độ cực kì cao để các hạt nhân có đủ động năng thắng lực đẩy Coulomb, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.

b) Sai.

Phản ứng toả năng lượng nên tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sau phản ứng (do có sự hụt khối lượng chuyển hóa thành năng lượng toả ra).

c) Sai.

Số hạt nhân \(\;_1^2H\) có trong \(0,01{\rm{\;mol}}\) là:

\(N = n.{N_A} = 0,01.6,{022.10^{23}} = 6,{022.10^{21}}\) hạt.

Theo phương trình phản ứng, cứ 2 hạt nhân \(\;_1^2H\) tham gia tổng hợp thì toả ra năng lượng \(Q = 4MeV\).

Số phản ứng xảy ra là: \({N_{pu}} = \frac{N}{2} = 3,{011.10^{21}}\) phản ứng.

Tổng năng lượng toả ra là: \(E = {N_{pu}}.Q = 3,{011.10^{21}}.4 = 1,{2044.10^{22}}{\rm{MeV}}\)

d) Sai.

Đổi năng lượng thực tế toả ra sang đơn vị Jun:

\(E = 1,{2044.10^{22}}.1,{6.10^{ - 13}} \approx 1,{927.10^9}J\).

Thời gian thắp sáng bóng đèn là:

\(t = \frac{E}{P} = \frac{{1,{{927.10}^9}}}{{18}} \approx 107055555s\).

Đổi thời gian ra năm (với 1 năm \( = 365.24.3600 = 31536000{\rm{\;s}}\)):

\(t = \frac{{107055555}}{{31536000}} \approx 3,39\) năm.

Câu 5

A. Hàn điện.                                             
B. Thực phẩm.    
C. Máy nén thủy lực.                                                              
D. Công nghiệp luyện kim.

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

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