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

Để download Câu trắc nghiệm này dạng file WORDS (.doc) các bạn click vào nút TẢI VỀ bên trên.

Câu hỏi

🗣️ Nguyễn Thị Phúc hỏi: Cho mình hỏi một câu Vật lý lớp 12 trong sách bài tập Sách Kết Nối Tri Thức

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 cmp=7R2 hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K và khối lượng mol của không khí MA = 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)

👩 Đánh giá của giáo viên: Câu này dễ, mức độ biết.

🔑 Chủ đề: giai sbt vat li 12 ket noi tri thuc bai 11, phuong trinh trang thai cua khi li tuong.

Câu trả lời hay nhất

🕵 Bạn Vũ Khôi Huy trả lời:

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=p0V0RT1=4,01.104 mol

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

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

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

p1=p0;V1=V0=103m3;T1=300K

Trạng thái của không khí trong khí cầu khi bay lên: p2=p0;V2=?;T2=?

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

 FA=PD0gV2=mkcg (1)

Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng: p0V0=n0RT0 và công thức tính khối lượng riêng của không khí: D0=mV0=nMV0  rút ra: D0=p0MRT0=1,25kg/m3

Từ (1) suy ra V2=mkcD0=1,40·1031,25=1,12·103m3

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:T2T1=V2V1=1,12T2=336K.

Q=mkkcmpT=mkk.72RT=1,16.103.72.8,31.336-279=1,92.106J.


Câu trước | Câu kế tiếp

Gửi bạn các file hữu ích đi kèm câu hỏi:

Làm thêm Vật lý lớp 12