Khinh khí cầu có một lỗ hở ở phía dưới để trao đổi khí với môi trường xung quanh, thể tích không đổi. Để khinh khí cầu bay lên, người ta cần đốt nóng không khí trong khinh khí cầu. Khi nhiệt độ của không khí trong khinh khí cầu tăng đến một giá trị nhất định thì khinh khí cầu bắt đầu bay lên. Khi đó khí trong khinh khí cầu có

Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles. Bộ thí nghiệm gồm các dụng cụ lắp đặt như hình vẽ.

Ống thủy tinh đầu dưới bịt kín, đầu trên hở, bên trong có giọt acid sulfuric ngăn khí trong ống không thoát ra ngoài. Nhóm tiến hành đo chiều cao của cột khí trong ống ở các nhiệt độ khác nhau và ghi lại kết quả như sau:

Khi lấy nước từ một bình đang nút kín, ta chỉ lấy được một ít dù trong bình vẫn còn nhiều nước. Từ hiện tượng đó, một học sinh đã nảy ra ý tưởng thực hiện thí nghiệm xác định áp suất khí quyển bằng các dụng cụ đơn giản sau: Một ống thủy tinh hình trụ trong suốt có nút kín ở trên \(\left( {\rm{N}} \right)\) và vòi nhỏ có khóa \(\left( {\rm{k}} \right)\) ở đáy, thước đo chiều dài. Học sinh này tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Đo chiều dài của ống là \({L_0}\), mở nút đổ nước vào ống đến chiều dài là \({L_1}\) rồi nút kín ống (\({L_1} < {L_0}\)).

Bước 2: Mở khóa k để nước chảy ra ngoài cho đến khi nước không chảy ra dù vẫn còn nước trong ống, đo chiều dài cột nước được \({L_2}\).

Bước 3: Thực hiện các thao tác tính toán và đưa ra kết quả về áp suất khí quyển. Coi khối lượng riêng của nước và gia tốc trọng trường là \(D\) và \(g\) đã biết, nhiệt độ không đổi trong quá trình thao tác.

Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm khảo sát lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện có sơ đồ như hình vẽ. Khung dây hình chữ nhật được treo vào lực kế và đặt sao cho chỉ có cạnh PQ nằm trong từ trường đều giữa hai cực của nam châm, các đường sức từ có phương ngang, dây dẫn đưa dòng điện vào khung dây mềm, không tác dụng lực lên khung dây khi thao tác. Ban đầu đặt sao cho PQ nằm ngang vuông góc với các đường sức từ và lọt hoàn toàn trong từ trường. Khi chưa có dòng điện, lực kế chỉ giá trị \({F_0}\). Khi có dòng điện không đổi chạy qua khung dây thì lực kế chỉ giá trị \({F_1}\) với \({F_1} > {F_0}\).

Trong nuôi trồng thủy sản, việc sục khí để hòa tan oxygen vào nước là công đoạn cần thiết. Tại một bể nuôi cá giống, không khí được sục từ độ sâu \(h = 4,0{\rm{\;m}}\). Các bọt khí khi bắt đầu rời đầu sục có bán kính \(R = 3,80{\rm{\;mm}}\). Giả thiết nhiệt độ nước trong bể ổn định và đồng đều, áp suất khí quyển tương đương với áp suất của cột nước có độ cao \(10,0{\rm{\;m}}\).

Trên thực tế, một lượng không khí đã hòa tan vào nước. Biết rằng trong không khí ban đầu khí \({N_2}\) chiếm \(80,0{\rm{\% }}\) và khí \({O_2}\) chiếm \(20,0{\rm{\% }}\) về số mol. Khi hòa tan, khí \({N_2}\) tan với số mol gấp 2,00 lần khí \({O_2}\). Bọt khí khi thoát khỏi mặt nước có bán kính là \(4,10{\rm{\;mm}}\). Lượng khí \({O_2}\) trong bọt khí hòa tan vào nước chiếm mấy phần trăm (%) so với lượng \({O_2}\) ban đầu (kết quả lấy đến hàng đơn vị)?

Trong nuôi trồng thủy sản, việc sục khí để hòa tan oxygen vào nước là công đoạn cần thiết. Tại một bể nuôi cá giống, không khí được sục từ độ sâu \(h = 4,0{\rm{\;m}}\). Các bọt khí khi bắt đầu rời đầu sục có bán kính \(R = 3,80{\rm{\;mm}}\). Giả thiết nhiệt độ nước trong bể ổn định và đồng đều, áp suất khí quyển tương đương với áp suất của cột nước có độ cao \(10,0{\rm{\;m}}\).

Nếu lượng khí trong bọt khí không đổi, khi thoát khỏi mặt nước, bán kính bọt khí là bao nhiêu mm (kết quả lấy đến hàng phần trăm)?

Đông trùng hạ thảo tươi có hàm lượng nước chiếm từ \(85{\rm{\% }}\) đến \(90{\rm{\% }}\) khối lượng. Sau quy trình chế biến, độ ẩm thành phẩm được đưa về mức \(5{\rm{\% }}\) đến \(8{\rm{\% }}\). Để giữ được tính của đông trùng hạ thảo thì có hai phương pháp phổ biến được áp dụng là sấy lạnh và sấy thăng hoa.

Phương pháp sấy lạnh: Dựa trên nguyên lý tách ẩm bằng không khí khô, giảm áp suất để nước hóa hơi ở nhiệt độ thấp (\({20^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({30^ \circ }{\rm{C}}\)).

Phương pháp sấy thăng hoa: Thực hiện trong điều kiện áp suất rất thấp, khiến nước đá chuyển trực tiếp sang dạng hơi ở nhiệt độ âm (\( - {20^ \circ }C\) đến \( - {5^ \circ }C\)) mà không qua thể lỏng.

Quy trình sấy chung gồm 3 bước:

Bước 1: Xử lý nhiệt độ phù hợp cho sản phẩm và đưa vào buồng sấy kín.

Bước 2: Hệ thống bơm chân không thiết lập áp suất phù hợp, đồng thời bộ gia nhiệt cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình chuyển pha của nước.

Bước 3: Hơi nước thoát ra được thu hồi tại bộ ngưng tụ để chuyển lại thành thể lỏng, phần khí còn lại được bơm chân không loại bỏ ra ngoài môi trường.