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

Đáp án đúng là C

Định luật Boyle mô tả quá trình đẳng nhiệt.

Phương trình trạng thái: $\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$

Do đó quá trình đẳng tích sẽ có: $\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}$

a) Áp dụng quá trình đẳng nhiệt: ${p}_{1}{V}_{1}={p}_{2}{V}_{2}\Rightarrow 1.140={p}_{2}.42\Rightarrow {p}_{2}=3{,}3\ atm$

b) Nếu nén nhanh thì sẽ sinh ra ma sát, nhiệt độ khối khí sẽ bị thay đổi, áp suất thay đổi theo.

Áp suất bong bóng ở độ sâu 2,5 m: ${p}_{1}={p}_{0}+ρgh={1.10}^{5}+1000.9{,}8.2{,}5=124500\ Pa$

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt: ${p}_{1}{V}_{1}={p}_{2}{V}_{2}\Rightarrow 124500.0{,}42={10}^{5}.{V}_{2}\Rightarrow {V}_{2}=0{,}5229\ c{m}^{3}$

Các gần đúng đã áp dụng là coi nhiệt độ trong quá trình trên là không đổi.

Nhiệt độ phòng khoảng 20 $^{o}$C

a) Áp dụng phương trình trạng thái:

$pV=nRT\Rightarrow {4{,}8.10}^{5}{.40.10}^{-3}=n.8{,}31.(20+273)\Rightarrow n=7{,}9\ mol$

b) Khối lượng CO$_{2}$ trong bình: $m=nM=7{,}9.44=347{,}6\ g$

a) Động năng tịnh tiến trung bình ở 27 °C là: ${\text{W}}_{d}=\frac{3}{2}.\frac{R}{{N}_{A}}T=\frac{3}{2}.\frac{8{,}31}{{6{,}02.10}^{23}}.(27+273)={6{,}21.10}^{-21}J$

Động năng tịnh tiến trung bình ở 243 °C là: ${\text{W}}_{d}=\frac{3}{2}.\frac{R}{{N}_{A}}T=\frac{3}{2}.\frac{8{,}31}{{6{,}02.10}^{23}}.(243+273)={1{,}06.10}^{-20}J$

b) Vì n và V không đổi, áp suất tỉ lệ thuận với động năng nên áp suất gây ra bởi các nguyên tử Ne trong xilanh ở 243 °C cao hơn áp suất ở 27 °C.

a) Ta có $m\overline{{v}^{2}}=\frac{3RT}{{N}_{A}}$, nên bình phương tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Khi nhiệt độ của không khí tăng lên: Giá trị trung bình của bình phương tốc độ tăng lên.

b) Khi xét hai vị trí chênh lệch độ cao nhưng nhiệt độ không đổi: Giá trị trung bình của bình phương tốc độ không thay đổi.

a) Số nguyên tử He trong bình: $N=n{N}_{A}=\frac{500}{4}{.6{,}02.10}^{23}={7{,}525.10}^{25}$

b) Áp dụng phương trình trạng thái:$pV=nRT\Rightarrow {5.10}^{5}.V=\frac{500}{4}.8{,}31.(27+273)\Rightarrow V=0{,}62\ {m}^{3}$

c) Khi van mở ra, một lượng nhỏ He thoát ra ngoài, số phân tử khí giảm đi đáng kể, chuyển động nhiệt giảm đi, số va chạm giảm, động năng phân tử giảm nên nhiệt độ giảm đi.

a) Để nâng được khí cầu lên thì lực nâng phải thắng được trọng lực tác dụng lên khí cầu. Trọng lực tác dụng lên khí cầu có độ lớn:

P = mg = 450.9,81 = 4414,5 N

Do đó lực nâng tối thiểu phải có độ lớn ít nhất bằng 4414,5 N.

b) Số mol không khí trong khí cầu: $pV=nRT\Rightarrow {1{,}03.10}^{5}{.3.10}^{3}=n.8{,}31.(25+273)\Rightarrow n={1{,}25.10}^{5}\ mol$