IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 12 Vật lý Giải SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương II

Giải SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương II

Giải SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương II

  • 52 lượt thi

  • 12 câu hỏi

  • 45 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 2:

Quan niệm nào sau đây của thuyết động học phân tử chất khí không làm cho các định luật về chất khí của thuyết này chỉ là các định luật gần đúng?

Xem đáp án

Đáp án đúng là D


Câu 3:

Biểu thức nào sau đây về chất khí không được rút ra từ thí nghiệm?

Xem đáp án

Đáp án đúng là C


Câu 5:

Bốn bình có dung tích giống nhau đựng các chất khí khác nhau ở cùng nhiệt độ. Bình nào chịu áp suất khí lớn nhất?

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Bình có mật độ phân tử khí lớn nhất theo công thức N=mM.NA


Câu 6:

Một quả cầu có thể tích 0,1 m3 làm bằng giấy có một lỗ hổng ở dưới để qua đó có thể làm nóng không khí trong quả cầu lên tới 340 K. Biết nhiệt độ của không khí bên ngoài quả cầu là 290 K và áp suất không khí bên trong và bên ngoài quả cầu là 100 kPa.

Vỏ quả cầu phải có khối lượng tối đa là bao nhiêu để quả cầu có thể bay lên? Coi không khí là khối khí đồng nhất có khối lượng riêng là 1,29 kg/m3 ở điều kiện chuẩn.

Xem đáp án

m < 17,86 g.

Gọi D0 là khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (p0 = 100 kPa và T0  = 273 K).

D1 là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ T1 = 290 K và áp suất p1 = p.

D2 là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ T2 = 340 K và áp suất p2 = p.

Từ phương trình pV=nRTpmD=mMRT suy ra: D=pMRT. Do đó:

D0=p0MRT01;D1=p1MRT1 (2) và D2=p2MRT2 (3). Từ (1), (2), (3) suy ra:

D1=D0p1T0p0T1=D0=pT0p0T1 và D2=D0p2T0p0T2=D0pT0p0T2(4)

Để quả cầu bay lên thì lực đẩy Archimede phải có giá trị tối thiểu bằng trọng lượng của bóng: Fa>Pvo+PkhiD1gV>mg+D2gVm<VD1-D2=VD0pT0p01T1-1T2=(5)

Từ (4) và (5) sẽ tính được giá trị của m


Câu 7:

Một khí cầu có thể tích 336 m3 và khối lượng vỏ 84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Không khí nóng phải có nhiệt độ bằng bao nhiêu để khí cầu có thể bắt đầu bay lên. Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 37 °C, áp suất 1 atm và khối lượng mol là 29.10-3 kg/mol.

Xem đáp án

MA = 29.10-3 kg/mol;

Lượng không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: n=p0V0RT1=1,013.105.3368,31.37+273=1,3.104 mol

Khối lượng không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: mkk = n.MA = 377 kg.

Khối lượng của cả khí cầu: mkc = 84 kg + 377 kg = 461 kg.

Trạng thái của không khí trong khí cầu khi chưa bay lên: p1=p0;V1=V0=336m3;T1=310K

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=1,013.105.29.10-38,31.310=1,14kg/m3

Từ (1) suy ra V2=mkcD0=4161,25=365m3

Vì áp suất khí bên trong luôn bằng áp suất khí bên ngoài nên quá trình là đẳng áp: V1V2=T1T2336365=37+273T2T2=338Kt2=65°C .


Câu 8:

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.

Xem đáp án

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:

D=pMRT, trong đó M là khối lượng mol của khí. Do đó:

D0=p0M0RT0 và DH=pHMHRTH=p0MHRT0D0-DH=p0M0-MHRT0

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: D0'-DH'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  nên ta có:

D0'-DHV=mD0'=DH+mV (3)

Ở độ cao h khối lượng riêng của không khí là: D0'=p'm0RT1

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


Câu 11:

Một bình thể tích V chứa 1 mol khí lí tưởng Hình 13.2. Van bảo hiểm của bình là một xi lanh, thể tích không đáng kể so với thể tích bình, có pit-tông diện tích S, giữ bằng lò xo có độ cứng k. Khi nhiệt độ của khí là T1 thì pit-tông ở cách lỗ thoát khí một khoảng l. Hỏi nhiệt độ của khí tăng tới nhiệt độ T2 nào thì khí thoát ra ngoài? Biết lực đàn hồi của lò xo được xác định bằng công thức: Fdh=kl

(Theo đề thi học sinh giỏi quốc gia năm 1986)

Một bình thể tích V chứa 1 mol khí lí tưởng Hình 13.2. Van bảo hiểm của bình là một xi lanh, thể tích (ảnh 1)
Xem đáp án

Ở nhiệt độ T1 thì lực F1 do khí tác dụng lên pit tông bằng lực đàn hồi Fđh1 của lò xo lúc này và áp lực của khí quyển Fkq:

F1=Fdh1+Fkqp1S=Fdh1+Fkq.

Từ phương trình pV=nRT với n=1 suy ra p1=RT1V nên ta có: RT1VS=Fdh1+Fkq. (1)

Ở nhiệt độ T2 thì lực F2 do khí tác dụng lên pit-tông bằng lực đàn hồi Fdh2 của lò xo lúc này và áp lực của khí quyển Fkq:Fdh2=Fdh1+Fkq+kl.

Biết: F2=p2S=RT2VS nên ta có: RT2VS=Fdh1+Fkq+kl (2)

Từ (1) và (2) tính được: T2=T1+klVRS.


Câu 12:

Khối lượng riêng của hỗn hợp khí nitrogen và hydrogen ở nhiệt độ t = 37°C và áp suất p = 1,96.105 Pa là D = 0,30 kg/m3. Hãy tìm mật độ phân tử h1h2 của hai khí trên. Biết khối lượng mol của nitrogen và hydrogen là: M1 = 0,028 kg/mol và M2 = 0,002 kg/mol.

Xem đáp án

Gọi:

p, m, M, h, n là áp suất, khối lượng, khối lượng mol, mật độ phân tử, số mol của hỗn hợp;

p1, m1, M1, h1, n1 là áp suất, khối lượng, khối lượng mol, mật độ phân tử, số mol của khí H2.

p2, m2, M2, h2, n2 là áp suất, khối lượng, khối lượng mol, mật độ phân tử, số mol của khí N2.

Từ các biểu thức: p=23ηE¯d E¯d=32kT suy ra: η=pkT.

Vì: m=m1+m2 nên η=η1+η2 (1)

m=nM nên: m=ηMNA;m1=η1M1NA;m2=η2M2NA

m=m1+m2, từ đó rút ra: M=η1M1+η2M2η1+η2 (2)

Áp dụng phương trình trạng thái cho hỗn hợp khí;

pV=nRTp=nRTV=mRTMV=DRTMM=DRTp.(3)

Từ (2) và (3) rút ra: η1M1+η2M2η1+η2=DRTp (4)

(1) và (4) là hệ hai phương trình có hai ẩn: μ1 μ2. Giải hệ phương trình này sẽ được:

η1=DRT-pM2kTM1-M2 và η2=DRT-pM1kTM2-M1.

Thay số ta được: η1=0,35·1025/m3;μ2=4,09·1025/m3

Chú ý: Để kiểm tra đáp số có thể tính η=pkT và so sánh với η1+η2.


Bắt đầu thi ngay