Giải đúng sai câu dưới Câu 2: Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường không khí và thời tiết. Bóng thường được,bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt,độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió, ... Người ta chế tạo một bóng thám không có thể hoạt động ở tầng khí quyển có áp suất,$0,3.10^5~Pa$ và nhiệt độ 200 K. Biết ở mặt đất, bóng được bơm khí ở áp suất 1,02.10 Pa và nhiệt độ 300 K, khi đó bán,kính quả bóng là 7,6 m.,a) Nhiệt độ của khí được bơm vào bóng là $27^0C.$,b) Khi bay lên cao, nhiệt độ khí trong bóng giảm.,c) Khi bay lên cao, áp suất khí trong bóng tăng.,d) Khi quả bóng thám không lên đến độ cao cần thiết để hoạt động,,thể tích của nó tăng 10 lần.

Question

Giải đúng sai câu dưới Câu 2: Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường không khí và thời tiết. Bóng thường được,bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt,độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió, ... Người ta chế tạo một bóng thám không có thể hoạt động ở tầng khí quyển có áp suất,$0,3.10^5~Pa$ và nhiệt độ 200 K. Biết ở mặt đất, bóng được bơm khí ở áp suất 1,02.10  Pa và nhiệt độ 300 K, khi đó bán,kính quả bóng là 7,6 m.,a) Nhiệt độ của khí được bơm vào bóng là $27^0C.$,b) Khi bay lên cao, nhiệt độ khí trong bóng giảm.,c) Khi bay lên cao, áp suất khí trong bóng tăng.,d) Khi quả bóng thám không lên đến độ cao cần thiết để hoạt động,,thể tích của nó tăng 10 lần.

Khánh My · Accepted Answer

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:

Phương trình trạng thái khí lý tưởng:

PV = nRT
Trong đó:

P: Áp suất
V: Thể tích
n: Số mol khí
R: Hằng số khí lý tưởng
T: Nhiệt độ
a) Nhiệt độ của khí được bơm vào bóng:

Đề bài đã cho nhiệt độ khi bơm khí vào bóng là 300 K.
b) Khi bay lên cao, nhiệt độ khí trong bóng giảm:

Đúng. Đề bài đã cho nhiệt độ khí quyển ở độ cao hoạt động của bóng là 200 K, thấp hơn nhiệt độ ban đầu (300 K).
c) Khi bay lên cao, áp suất khí trong bóng tăng:

Sai. Đề bài đã cho áp suất khí quyển ở độ cao hoạt động của bóng là 1,6.10^4 Pa, thấp hơn áp suất ban đầu (1,02.10^5 Pa).
d) Khi quả bóng thám không lên đến độ cao cần thiết để hoạt động, thể tích của nó tăng 10 lần.

Để kiểm tra điều này, ta cần tính thể tích của bóng ở hai trạng thái:
Trạng thái 1 (mặt đất):
P1 = 1,02.10^5 Pa
T1 = 300 K
V1 = (4/3)πr^3 = (4/3)π(7,6 m)^3 ≈ 1838.7 m^3
Trạng thái 2 (độ cao hoạt động):
P2 = 1,6.10^4 Pa
T2 = 200 K
Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
P1V1/T1 = P2V2/T2
V2 = (P1V1T2) / (P2T1) = (1,02.10^5 Pa * 1838.7 m^3 * 200 K) / (1,6.10^4 Pa * 300 K) ≈ 7810.7 m^3
V2 / V1 ≈ 7810.7 m^3 / 1838.7 m^3 ≈ 4.25
Sai. Thể tích của bóng chỉ tăng khoảng 4.25 lần, không phải 10 lần.
Kết luận:

a) Nhiệt độ của khí được bơm vào bóng là 300 K.
b) Đúng.
c) Sai.
d) Sai.

Timi · Answer

Để giải quyết các câu hỏi này, chúng ta sẽ sử dụng các kiến thức về khí lý tưởng và các nguyên tắc của khí quyển.

### Câu a:
**Nhiệt độ của khí được bơm vào bóng là $27^0C$.**

Để kiểm tra, ta chuyển đổi nhiệt độ từ độ Celsius sang Kelvin:
$$ T = 27^0C + 273 = 300 \, K. $$
Tuy nhiên, thông tin này đã được cho là đúng trong câu hỏi (nhiệt độ tại mặt đất là 300 K). Vậy câu này đúng.

### Câu b:
**Khi bay lên cao, nhiệt độ khí trong bóng giảm.**

Theo quy luật khí quyển, khi độ cao tăng, nhiệt độ trung bình của không khí thường giảm (đối với tầng đối lưu). Tuy nhiên, trong một bóng thám không, nếu khí bên trong không có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài, thì nó có thể giữ nhiệt độ không thay đổi. Tuy nhiên, trong thực tế, nhiệt độ sẽ giảm do áp suất giảm. Vậy câu này có thể coi là đúng, nhưng cần lưu ý rằng không phải luôn luôn.

### Câu c:
**Khi bay lên cao, áp suất khí trong bóng tăng.**

Theo định luật khí lý tưởng, khi khí trong bóng lên cao, áp suất khí bên ngoài giảm, do đó khí bên trong bóng không thể giữ nguyên áp suất mà phải giảm áp suất. Do đó, câu này là sai.

### Câu d:
**Khi quả bóng thám không lên đến độ cao cần thiết để hoạt động, thể tích của nó tăng 10 lần.**

Theo định luật Boyle (P1V1 = P2V2), khi áp suất giảm, thể tích sẽ tăng. Nếu áp suất bên ngoài giảm và thể tích bên trong tăng lên 10 lần, điều này là khả thi. Tuy nhiên, để xác định chắc chắn điều này, chúng ta cần biết mối quan hệ giữa áp suất và thể tích cụ thể trong trường hợp này. Tuy nhiên, trong ngữ cảnh của bài toán và thông tin đã cho, điều này có thể được coi là đúng nếu áp suất bên ngoài đủ thấp.

### Kết luận:
a) Đúng  
b) Đúng  
c) Sai  
d) Có thể coi là đúng.