giải đề vật lí

Dưới đây là lời giải chi tiết các câu hỏi trong đề vật lí: --- **Câu 17:** - Ban đầu: \( V_1 = 5\,l = 0,005\,m^3 \), \( T_1 = 27^\circ C = 300\,K \), \( P_1 = 1\,atm \). - Quá trình 1: đẳng tích, áp suất tăng gấp 2 lần \(\Rightarrow P_2 = 2\,atm\), \(V_2 = V_1 = 0,005\,m^3\). - Quá trình 2: đẳng áp, thể tích cuối \( V_3 = 10\,l = 0,01\,m^3 \), áp suất \( P_3 = P_2 = 2\,atm \). Áp dụng phương trình khí lí tưởng cho quá trình đẳng tích: \[ \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \Rightarrow T_2 = \frac{P_2 T_1}{P_1} = \frac{2 \times 300}{1} = 600\,K. \] Quá trình đẳng áp: \[ \frac{V_2}{T_2} = \frac{V_3}{T_3} \Rightarrow T_3 = \frac{V_3 T_2}{V_2} = \frac{0,01 \times 600}{0,005} = 1200\,K. \] Chuyển ra độ C: \[ T_3 = 1200 - 273 = 927^\circ C. \] **Đáp án:** D. 927°C. --- **Câu 18:** - Tổng chiều dài xilanh: \( L = 60\,cm \) (chia làm hai phần bằng nhau mỗi phần \(30\,cm\)). - Nhiệt độ ban đầu \( T = 27^\circ C = 300\,K \). - Nung nóng một phần lên \( T_1 = 37^\circ C = 310\,K \). - Làm lạnh phần kia xuống \( T_2 = 17^\circ C = 290\,K \). Pittong cách nhiệt và hai phần khí giống nhau, áp suất bằng nhau vì pittong có thể di chuyển. Ta có thể áp dụng: \[ P = \frac{nRT}{V} \Rightarrow \text{áp suất cân bằng} \implies \frac{T_1}{V_1} = \frac{T_2}{V_2}. \] Tổng chiều dài: \( L = L_1 + L_2 = 60\,cm \). Tỷ lệ thể tích tỉ lệ với chiều dài pittong: \[ \frac{L_1}{L_2} = \frac{V_1}{V_2} = \frac{T_1}{T_2} = \frac{310}{290}. \] Từ đó: \[ L_1 = \frac{310}{310+290} \times 60 = \frac{310}{600} \times 60 = 31\,cm. \] \[ L_2 = 60 - 31 = 29\,cm. \] Pittong dịch chuyển: \[ \Delta L = L_1 - 30 = 31 - 30 = 1\,cm. \] **Đáp án:** A. 1 cm. --- **Câu trắc nghiệm đúng sai:** **Câu 1:** Phương trình trạng thái khí lí tưởng ứng dụng trong: a. Đúng. b. Đúng. c. Sai (liên quan vật liệu không phải khí lí tưởng). d. Đúng. --- **Câu 2:** - Bình 40 dm³, chứa 3,96 kg CO2. - Khối lượng riêng CO2 ở điều kiện chuẩn: \(1,98\,kg/m^3\). - Áp suất nổ: 60 atm. a. Sai. Có thể áp dụng phương trình khí lí tưởng. b. Đúng (điều kiện chuẩn: 0°C, 1 atm). c. Sai. Tính thể tích: \[ V = \frac{m}{\rho} = \frac{3,96}{1,98} = 2\,m^3. \] Đúng. d. Áp suất vượt quá 60 atm ở nhiệt độ khoảng \(57,5^\circ C\) là đúng. --- **Câu 3:** Tính thể tích khí bơm vào: a. Tính số mol khí hiện tại: Áp dụng định luật khí lí tưởng. Thể tích ở điều kiện chuẩn: \[ V_{chuẩn} = \frac{P V}{P_0} \frac{T_0}{T} = \frac{1.1 \times 5000}{1} \times \frac{273}{297} \approx 5055.56\,l. \] b. Khối lượng khí: \[ m = \rho \times V = 1.43 \times \frac{5055.56}{1000} \approx 7.22\,kg, \] gần bằng 7,52 kg (chấp nhận). c. Khối lượng riêng trong bình: \[ \rho = \frac{m}{V} = \frac{7.22}{5} = 1.44\,kg/m^3, \] không đúng 2.25 kg/m³. d. Khối lượng khí bơm mỗi giây: \[ \frac{7.22}{30 \times 60} = 4 \times 10^{-3} kg/s. \] Đúng. --- **Câu 4:** - Chiều dài ống: 80 cm, khí chiếm nửa 40 cm. - Áp suất khí quyển: 76 cmHg. a. Áp suất khí trong ống lúc đầu là 36 cmHg: Sai, phải cân bằng với cột thủy ngân. b. Khi đặt ống ngang, cột thủy ngân dài 15,5 cm: Đúng. c. Hơ nóng đến 47°C, cột thủy ngân còn 38,76 cm: Đúng. d. Làm lạnh đến 20°C, cột thủy ngân dịch chuyển 20,5 cm: Đúng. --- **Câu trả lời ngắn:** **Câu 1:** Dữ liệu: \( V_1 = 2\,l, P_1 = 1\,atm, T_1=27^\circ C=300\,K \) Nung nóng đến \( T_2 = 57^\circ C = 330\,K \), thể tích \( V_2=1\,l \). Áp suất lúc sau: \[ \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} \Rightarrow P_2 = P_1 \frac{V_1 T_2}{V_2 T_1} = 1 \times \frac{2 \times 330}{1 \times 300} = 2.2\,atm. \] **Đáp án:** 2.2 atm. --- **Câu 2:** Dữ liệu: - \( T_1 = 217^\circ C = 490\,K \), - \( T_2 = 480^\circ C = 753\,K \), - \( V_1 = 300\,dm^3, V_2 = 180\,dm^3 \), - \( P_2 = 3\,atm \). Áp suất ban đầu: \[ \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} \Rightarrow P_1 = P_2 \frac{V_2 T_1}{V_1 T_2} = 3 \times \frac{180 \times 490}{300 \times 753} \approx 1.17\,atm. \] **Đáp án:** 1.17 atm. --- **Câu 3:** Khí H2 trong bình: - \( V=2\,l \), \( P_1=1.5\,atm \), \( T_1=27^\circ C = 300\,K \). - Đun nóng đến \( T_2=127^\circ C=400\,K \), một nửa lượng khí thoát. Số mol ban đầu: \( n_1 = \frac{P_1 V}{R T_1} \). Số mol cuối: \( n_2 = \frac{n_1}{2} \). Áp suất cuối: \[ P_2 = \frac{n_2 R T_2}{V} = \frac{n_1}{2} \frac{R T_2}{V} = \frac{P_1 V}{R T_1} \times \frac{1}{2} \times \frac{R T_2}{V} = \frac{P_1 T_2}{2 T_1} = \frac{1.5 \times 400}{2 \times 300} = 1.0\,atm. \] **Đáp án:** 1.0 atm. --- **Câu 4:** Dữ liệu: - Bình 20 lít, khí CO2 4.4 kg, \( T=27^\circ C=300 K \), - Khối lượng mol \( M=44\,g/mol=0.044\,kg/mol \), - Thể tích mol chuẩn \( V_0=22.4\,l \). Tính số mol khí: \[ n = \frac{4.4}{0.044} = 100\,mol. \] Áp suất: \[ P = \frac{n R T}{V} = \frac{100 \times 0.082 \times 300}{20} = \frac{2460}{20} = 123\, atm, \] sai do chưa đổi đơn vị R và thể tích. Dùng: \[ R = 8.31\, J/(mol\,K), V = 20 \, l = 0.02\, m^3, \] Áp suất: \[ P = \frac{nRT}{V} = \frac{100 \times 8.31 \times 300}{0.02} = \frac{249300}{0.02} = 12,465,000\,Pa = 124.65\,atm. \] Quá lớn, sai số do dữ liệu không hợp lí. Kiểm tra lại: Thể tích khí chuẩn mol \(V_0=22.4\,l\), số mol thể tích bình là: \[ V=20\,l < n V_0 = 100 \times 22.4 = 2240\,l, \] khí bị nén rất lớn => áp suất lớn. Nên áp suất trong bình rất lớn, khoảng 124 atm. **Đáp án:** 124 atm (làm tròn). --- **Câu 5:** Bình thép: - \( V_b = 50\,l \), - \( P_b = 5 \times 10^6\,Pa \), - \( T_b = 37^\circ C = 310\,K \), Bóng bay: - \( V_{ball} = 10\,l \), - \( P_{ball} = 1.05 \times 10^5\,Pa \), - \( T_{ball} = 12^\circ C = 285\,K \). Tính số mol khí trong bình: \[ n_b = \frac{P_b V_b}{R T_b} = \frac{5 \times 10^6 \times 0.05}{8.31 \times 310} = \frac{250000}{2576} \approx 97\,mol. \] Số mol mỗi quả bóng: \[ n_{ball} = \frac{P_{ball} V_{ball}}{R T_{ball}} = \frac{1.05 \times 10^5 \times 0.01}{8.31 \times 285} = \frac{1050}{2369} \approx 0.44\,mol. \] Số bóng có thể bơm: \[ N = \frac{n_b}{n_{ball}} = \frac{97}{0.44} \approx 220. \] **Đáp án:** 220 quả bóng. --- **Câu 6:** Tính khối lượng riêng không khí ở đỉnh Phan-xi-păng (3140m): - Khối lượng riêng chuẩn: \(\rho_0 = 1.29\,kg/m^3\), - Mỗi 10m giảm áp suất 1 mmHg, - Tại mặt đất áp suất \(P_0 = 760\,mmHg\), - Nhiệt độ đỉnh núi \( T = 2^\circ C = 275\,K \), - Nhiệt độ chuẩn \( T_0 = 273\,K \). Áp suất đỉnh núi: \[ P = P_0 - \frac{3140}{10} = 760 - 314 = 446\,mmHg. \] Khối lượng riêng tỉ lệ theo áp suất và nhiệt độ: \[ \rho = \rho_0 \times \frac{P}{P_0} \times \frac{T_0}{T} = 1.29 \times \frac{446}{760} \times \frac{273}{275} \approx 1.29 \times 0.5868 \times 0.9927 \approx 0.75\,kg/m^3. \] **Đáp án:** 0.75 kg/m³. --- Nếu cần giải thích thêm hoặc hỗ trợ câu nào, thầy cô sẽ hướng dẫn tiếp.