Dưới đây là lời giải chi tiết cho từng câu:
---
**Câu 1:**
Dữ liệu:
- Nhiệt độ ban đầu: \( T_1 = 3,0^\circ C = 276\,K \)
- Thể tích khí mỗi lốp: \( V = 1,50\,m^3 \) (không đổi)
- Áp suất ban đầu: \( P_1 = 3,42 \times 10^5\,Pa \)
- Nhiệt độ sau tăng lên 2 lần: \( T_2 = 2 \times T_1 = 552\,K \)
- Khí lí tưởng, không thoát ra ngoài
a) **Phát biểu:** Khi nhiệt độ tăng lên 2 lần thì căn bậc hai trung bình của các bình phương tốc độ các phân tử khí tăng lên 4 lần.
Giải thích:
Căn bậc hai trung bình của vận tốc phân tử \(\sqrt{\overline{v^2}} \propto \sqrt{T}\).
Nếu nhiệt độ tăng 2 lần, \(\sqrt{\overline{v^2}}\) tăng \(\sqrt{2} \approx 1,41\) lần, không phải 4 lần.
=> Phát biểu **Sai**.
b) **Động năng trung bình của một phân tử khí** là \(57,132 \times 10^{-21} J\).
Công thức:
\[ E_{đ} = \frac{3}{2} k T \]
với \(k = 1,38 \times 10^{-23} J/K\), \(T=276\,K\):
\[
E_{đ} = \frac{3}{2} \times 1,38 \times 10^{-23} \times 276 = 5,7 \times 10^{-21} J
\]
Giá trị cho trong đề lớn hơn 10 lần => Sai.
=> Phát biểu **Sai**.
c) **Phân tử khí chuyển động liên tục và va chạm với thành lốp gây ra áp suất.**
Đây là định nghĩa đúng về áp suất khí.
=> Phát biểu **Đúng**.
d) **Số phân tử khí trong mỗi lốp xe là \(1,35 \times 10^{26}\)**.
Tính số mol khí trong lốp:
Áp dụng định luật khí lí tưởng:
\[ P V = n R T \Rightarrow n = \frac{P V}{R T} \]
Với:
- \(P = 3,42 \times 10^5 Pa\)
- \(V = 1,5 m^3\)
- \(R = 8,31 J/(mol \cdot K)\)
- \(T = 276 K\)
\[
n = \frac{3,42 \times 10^5 \times 1,5}{8,31 \times 276} \approx \frac{513000}{2292} \approx 224\, mol
\]
Số phân tử:
\[
N = n N_A = 224 \times 6,02 \times 10^{23} \approx 1,35 \times 10^{26}
\]
=> Phát biểu **Đúng**.
---
**Câu 2:**
Dữ liệu:
- \(V_1 = 5\,lít = 5 \times 10^{-3} m^3\), \(P_1 = 2 atm\), \(T_1 = 300 K\)
- \(V_2 = 8 lít = 8 \times 10^{-3} m^3\)
a) Quá trình từ (2) sang (3) là đẳng nhiệt?
Chưa đủ dữ liệu đồ thị nhưng thường quá trình đẳng nhiệt là đường cong hyperbol. Nếu đồ thị cho biết thì đúng, nếu không thì sai.
b) Giá trị nhiệt độ \(T_2 = 207 K\)?
Tính theo định luật khí lí tưởng (nếu quá trình (1) đến (2) được biết):
\[
\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}
\]
Không đủ dữ liệu, giả sử đúng thì \(T_2 = 207 K\) là đúng hay sai phải kiểm tra dữ liệu.
c) Quá trình từ (1) đến (2) là đẳng tích?
Nếu \(V\) không đổi, đúng. Nếu \(V\) thay đổi thì sai.
d) Áp suất ở trạng thái (3) là 3,2 atm?
Cần dữ liệu, nếu tính theo định luật khí lí tưởng thì kiểm tra.
Vì không đủ dữ liệu đồ thị cụ thể, ta chỉ đánh giá theo kiến thức chung.
---
**Câu 3:**
Dữ liệu:
- \(V = 0,2 m^3\), \(T_1 = 27^\circ C = 300 K\), \(P_1 = 10^5 Pa\)
a) Đun nóng từ 27°C lên 54°C, giữ thể tích không đổi. Áp suất có tăng gấp 2 lần?
Áp suất tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối nếu thể tích không đổi:
\[
\frac{P_2}{P_1} = \frac{T_2}{T_1} = \frac{327}{300} = 1,09
\]
Không phải tăng 2 lần. => Phát biểu sai.
b) Vì khối lượng khí xác định nên tích \(P \cdot V\) tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Đúng với khí lí tưởng: \(P V = n R T\).
=> Phát biểu đúng.
c) Nén khí để thể tích giảm còn 0,1 m³, nhiệt độ tăng lên 57°C = 330 K, áp suất lúc này là \(2,2 \times 10^5 Pa\)?
Tính:
\[
P_2 = \frac{n R T_2}{V_2} = P_1 \frac{T_2}{T_1} \frac{V_1}{V_2} = 10^5 \times \frac{330}{300} \times \frac{0,2}{0,1} = 10^5 \times 1,1 \times 2 = 2,2 \times 10^5 Pa
\]
=> Phát biểu đúng.
d) Thùng bị hở, mất 2 mol khí, không đổi nhiệt độ, áp suất còn 75,07 kPa?
Nếu giảm số mol từ \(n\) xuống \(n-2\), áp suất giảm tỉ lệ:
\[
P_2 = P_1 \times \frac{n-2}{n}
\]
Tính số mol ban đầu:
\[
n = \frac{P V}{R T} = \frac{10^5 \times 0,2}{8,31 \times 300} \approx 8 mol
\]
Giảm 2 mol còn 6 mol:
\[
P_2 = 10^5 \times \frac{6}{8} = 7,5 \times 10^4 Pa = 75 kPa
\]
Gần bằng 75,07 kPa. => Phát biểu đúng.
---
**Câu 4:**
Cung cấp nhiệt lượng \(Q\) cho một khối khí trong xi lanh nằm ngang. Khí nở ra.
Khi khí nở ra, thể tích tăng => Khí thực hiện công \(A > 0\). Nhiệt lượng cung cấp một phần để tăng nội năng, phần còn lại để sinh công.
---
**Tóm tắt đáp án:**
- Câu 1:
a) Sai
b) Sai
c) Đúng
d) Đúng
- Câu 2: (Không đủ dữ liệu để đánh giá chính xác, dựa trên lý thuyết)
a) Có thể đúng hoặc sai tùy đồ thị
b) Cần tính toán cụ thể
c) Tùy theo đồ thị
d) Cần tính toán
- Câu 3:
a) Sai
b) Đúng
c) Đúng
d) Đúng
- Câu 4: Khí nở ra => thể tích tăng khi nhận nhiệt.
---
Nếu bạn cần giải chi tiết câu 2 với đồ thị cụ thể, vui lòng cung cấp thêm dữ liệu.