Giải SGK Vật lí 12 Cánh diều Bài tập chủ đề 2 có đáp án

Hệ thức nào sau đây diễn tả đúng định luật Boyle?

Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng, có thể suy ra mối liên hệ nào giữa áp suất và nhiệt độ của một lượng khí trong quá trình biến đổi mà thể tích được giữ không đổi?

Một bình chứa 140 dm$^{3}$ khi nitrogen (N$_{2}$) ở nhiệt độ 20 $^{o}$C và áp suất 1 atm. Nén thật chậm để thể tích của khí N$_{2}$ trong bình còn 42 dm$^{3}$ sao cho nhiệt độ không đổi.

a) Tính áp suất của khí sau khi nén.

b) Nếu nén thật nhanh thì sẽ ảnh hưởng như thế nào đến nhiệt độ và áp suất của khí?

Một bình chứa 40,0 dm$^{3}$ carbon dioxide (CO$_{2}$) có áp suất 4,8.10$^{5}$ Pa ở nhiệt độ phòng. Biết khối lượng mol của CO$_{2}$ là 44 g/mol. Tính:

a) Số mol CO$_{2}$ trong bình.

b) Khối lượng CO$_{2}$ trong bình.

Một mẫu khí neon (Ne) được chứa trong một xilanh ở 27 $^{o}$C. Nhiệt độ của mẫu này tăng lên đến 243 $^{o}$C.

a) Tính động năng tịnh tiến trung bình của các nguyên tử Ne ở 27 °C và 243 °C.

b) So sánh áp suất gây ra bởi các phân tử Ne trong xilanh ở hai nhiệt độ này.

Một chiếc xe tải vượt qua sa mạc Sahara. Chuyến đi bắt đầu vào sáng sớm khi nhiệt độ là 3,0 °C. Thể tích khí chứa trong mỗi lốp xe là 1,50 m$^{3}$ và áp suất trong các lốp xe là 3,42.10$^{5}$ Pa. Coi khí trong lốp xe có nhiệt độ như ngoài trời.

a) Giải thích vì sao các phân tử khí trong lốp xe gây ra áp suất lên thành lốp.

b) Tính số mol khí trong mỗi lốp xe.

c) Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến 42 $^{o}$C.

i. Tính áp suất trong lốp ở nhiệt độ mới này. Cho rằng khí trong lốp không thoát ra ngoài và thể tích lốp không thay đổi.

ii. Tính độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử không khí do sự gia tăng nhiệt độ này.

Hãy cho biết sự thay đổi giá trị trung bình của bình phương tốc độ của các phân tử không khí khi

a) nhiệt độ của không khí tăng lên.

b) xét hai vị trí chênh lệch độ cao nhưng nhiệt độ không đổi.

Một bình chứa 500,0 g helium (He) ở áp suất 5,0.10$^{5}$ Pa và nhiệt độ 27 $^{o}$C. Cho rằng khí He trong bình là một khí lí tưởng.

a) Hãy tính số nguyên tử He trong bình. Biết khối lượng mol He là 4g/mol.

b) Tính thể tích bình.

c) Khi van của bình được mở ra trong một thời gian ngắn, một lượng nhỏ He thoát ra làm nhiệt độ của He giảm đáng kể. Giải thích tại sao nhiệt độ của He giảm.

Một khinh khí cầu có khoang chứa và hành khách với tổng khối lượng là 450 kg. Phần khí cầu chứa 3,00.10$^{3}$ m$^{3}$ không khí. Lấy g = 9,81 m/s$^{2}$.

a) Tính lực tối thiểu để nâng khinh khí cầu lên khỏi mặt đất.

b) Áp suất khí quyển là 1,03.10$^{5}$ Pa và khối lượng riêng không khí là 1,29 kg/m$^{3}$. Tính số mol không khí trong khí cầu. Coi không khí là khí lí tưởng có nhiệt độ 25 °C.

c) Khi không khí được đốt nóng, nó sẽ dãn nở và một phần bị đẩy ra ngoài qua lỗ thông hơi ở phía trên khí cầu. Tính nhiệt độ tối thiểu mà không khí bên trong khí cầu cần đạt tới để khinh khí cầu rời khỏi mặt đất. Coi khí cầu có dạng hình cầu bán kính R khi thực hiện các phép tính.