Câu hỏi:

17/06/2026 88

Người ta bơm 10³ m³ không khí nóng ở nhiệt độ T = 300 K vào một khinh khí cầu. Nhiệt độ và áp suất của khí quyển lúc này là T₀ = 279 K và p₀ = 1,00 bar. Khối lượng khí cầu là 240 kg. Khi đó, khinh khí cầu chưa thể bay lên được.

a) Tính lượng không khí chứa trong khinh khí cầu. Biết muốn khí cầu bay lên chỉ cần tăng nhiệt độ của không khí trong khí cầu mà không cần bơm thêm không khí vào hoặc lấy bớt không khí ra. Coi đây là quá trình đẳng áp; nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí là $c_{m p} = 7 \frac{R}{2};$ hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K và khối lượng mol của không khí M_A = 29 g/mol.

b) Tính thể tích của khí cầu để nó có thể bắt đầu bay lên.

c) Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí cầu để đun nóng không khí.

(Trích đề thi Olimpic Vật lí Thụy Sĩ 1996)

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 10000 câu trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2025 có đáp án !!

Giao bài

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

T₀ = 279 K và p₀ = 1,00 bar = 10⁵ Pa; T = T₁ = 300 K

1. Lượng không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: $n = \frac{p_{0} V_{0}}{{RT}_{1}} = 4, 01 \cdot 10^{4} mol$

Khối lượng không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: m_kk = n.M_A = 1,16.10³ kg.

Khối lượng của cả khí cầu: m_kc = 240 kg + 1,16.10³ kg = 1,40.10³ kg.

2. Trạng thái của không khí trong khí cầu khi chưa bay lên:

$(p_{1} = p_{0}; V_{1} = V_{0} = 10^{3} m^{3}; T_{1} = 300 K)$

Trạng thái của không khí trong khí cầu khi bay lên: $(p_{2} = p_{0}; V_{2} = ?; T_{2} = ?)$

Coi khi bay lên lực đẩy Archimedes bằng trọng lượng của khí cầu:

$F_{A} = P \Rightarrow D_{0} {gV}_{2} = m_{kc} g$ (1)

Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng: và công thức tính khối lượng riêng của không khí: $D_{0} = \frac{m}{V_{0}} = \frac{nM}{V_{0}}$ rút ra: $D_{0} = \frac{p_{0} M}{{RT}_{0}} = 1, 25 kg / m^{3}$

Từ (1) suy ra $V_{2} = \frac{m_{k c}}{D_{0}} = \frac{1, 40 \cdot 10^{3}}{1, 25} = 1, 12 \cdot 10^{3} m^{3}$

3. Vì số mol n và áp suất p của không khí trong khí cầu không đổi nên đây là quá trình đẳng áp của một lượng khí không đổi: $\frac{T_{2}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{V_{1}} = 1, 12 \Rightarrow T_{2} = 336 K .$

$Q = m_{k k} c_{mp} Δ T = m_{k k} . \frac{7}{2} R Δ T = 1, {16.10}^{3} . \frac{7}{2} .8, 31. (336 - 279) = 1, {92.10}^{6} J .$

Đang tải chế độ Học...

Hot: 1000+ đề thi cuối kì 1 lớp 1-12 đầy đủ các môn (Update 2026) (chỉ từ 60k). Tải ngay

ĐẶC QUYỀN VIP

Đăng ký VIP để học và luyện thi không giới hạn

Trọn bộ quyền lợi trên Vietjack, trong một tài khoản.

Phòng luyện thi cấp tốc: ĐGNL - ĐGTD, Tốt nghiệp THPT, Ôn vào 10, Ôn vào 6, Ôn Giữa kì/Cuối kì
Hơn 200K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 3tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem hàng ngàn bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện
Đăng ký ngay

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Bình dung tích 22 lít chứa 0,5 g khí O₂. Bình chỉ chịu được áp suất không quá 21 at. Hỏi có thể đưa khí trong bình tối đa tới nhiệt độ nào để bình không vỡ?

Xem đáp án

Lời giải

Từ phương trình Claperon - Mendeleev: ta có: $pV = \frac{m}{μ} RT \Rightarrow p = \frac{m}{μ} \frac{RT}{V}$

Để bình không vỡ:

$p \leq 21 \Rightarrow \frac{m}{μ} \frac{RT}{V} \leq 21 \Rightarrow T \leq \frac{21 μ V}{mR} \Rightarrow T \leq \frac{21 \cdot 32 \cdot 22}{0, 5 \cdot 0, 084} = 352 K hay 79^{°} C.$

Câu 2

Tính tốc độ căn quân phương của khí có khối lượng riêng 2 kg/m ở áp suất 760 mmHg.

Xem đáp án

Lời giải

Tính tốc độ căn quân phương của khí có khối lượng riêng 2 kg/m ở áp suất 760 mmHg. (ảnh 1)

Câu 3

Một lượng khí hydrogen ở 27 °C dưới áp suất 99720 N/m². Tìm khối lượng riêng của khí.

Xem đáp án

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

Một bình dung tích 10 lít chứa 2 g hydrogen ở 27 °C. Tính áp suất khí trong bình.

Xem đáp án

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

Người ta đun sôi 0,5 lít nước có nhiệt độ ban đầu 27 °C chứa trong chiếc ấm bằng đồng khối lượng m₂ = 0,4 kg. Sau khi sôi được một lúc đã có 0,1 lít nước biến thành hơi. Hãy xác định nhiệt lượng đã cung cấp cho ấm. Biết nhiệt hóa hơi của nước là 2,3.10⁶ J/kg, nhiệt dung riêng của nước và của đồng tương ứng là c₁ = 4180 J/kg.K; c₂ = 380 J/kg.K.

Xem đáp án

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 6

Một nhóm học sinh làm thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước theo hướng dẫn như SGK. Khối lượng nước sôi sử dụng là 270 g, kết quả đo được như Bảng 6.1.

Bảng 6.1. Khối lượng nước trong bình theo thời gian trong quá trình hoá hơi của nước

Thời gian τ (s)

40

120

200

260

300

360

420

460

Khối lượng nước m (g)

250

200

170

138

105

74

50

35

1. Hãy vẽ đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự thay đổi của khối lượng nước trong bình theo thời gian trong quá trình hoá hơi.

2. Từ đồ thị vẽ được, hãy tính độ hụt khối lượng của nước trong bình sau mỗi giây.

Xem đáp án

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 7

Tính thời gian khi dùng một ấm đun nước có công suất 1200 W dùng để đun sôi 1,5 kg nước ở nhiệt độ 20 °C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.

A. 5 phút.

B. 6 phút.

C. 7 phút.

D. 8 phút.

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

Xem thêm các câu hỏi khác »

Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.

Thời gian τ (s)	40	120	200	260	300	360	420	460
Khối lượng nước m (g)	250	200	170	138	105	74	50	35

Lớp 12

Lớp 11

Lớp 10

Ôn vào 10

Lớp 9

Lớp 8

Lớp 7

Lớp 6

Ôn vào 6

Lớp 5

Lớp 4

Lớp 3

Lớp 2

Lớp 1

Đại học

ĐGNL - ĐGTD

Tốt nghiệp THPT

Lớp 12

Lớp 11

Lớp 10

Ôn vào 10

Lớp 9

Lớp 8

Lớp 7

Lớp 6

Ôn vào 6

Lớp 5

Lớp 4

Lớp 3

Lớp 2

Lớp 1

V-ACT

HSA

TSA

SPT

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lý

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lý

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lí

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lí

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lí

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lí

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lý

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lí

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Bình dung tích 22 lít chứa 0,5 g khí O₂. Bình chỉ chịu được áp suất không quá 21 at. Hỏi có thể đưa khí trong bình tối đa tới nhiệt độ nào để bình không vỡ?

Một lượng khí hydrogen ở 27 °C dưới áp suất 99720 N/m². Tìm khối lượng riêng của khí.