Mình sẽ giải từng câu hỏi theo đúng yêu cầu nhé.
---
**Câu 1: Xe tải vượt sa mạc Sahara**
- Dữ kiện:
- Nhiệt độ ban đầu \( T_1 = 3,0^\circ C = 3 + 273 = 276 K \)
- Thể tích khí trong lốp: \( V = 1,50 m^3 \)
- Áp suất ban đầu: \( P_1 = 3,42 \times 10^5 Pa \)
- Nhiệt độ sau khi tăng lên gấp 2: \( T_2 = 2 T_1 = 2 \times 276 = 552 K \)
- Thể tích không đổi, khí không thoát ra ngoài
a) Khi nhiệt độ tăng lên 2 lần, căn bậc hai trung bình của các bình phương tốc độ phân tử khí tăng lên 4 lần?
- Công thức vận tốc trung bình bậc hai của phân tử khí lý tưởng:
\[
v_{rms} = \sqrt{\frac{3kT}{m}}
\]
\( v_{rms} \propto \sqrt{T} \)
- Khi nhiệt độ tăng lên 2 lần, thì:
\[
v_{rms} \rightarrow v_{rms} \sqrt{2}
\]
- Vậy không thể tăng lên 4 lần như đề bài nói, chỉ tăng lên \( \sqrt{2} \approx 1.414 \) lần.
=> Đáp án a) là **sai**.
b) Động năng trung bình của một phân tử khí là \( 57,132 \times 10^{-2} J = 0.57132 J \)
- Động năng trung bình một phân tử khí:
\[
\bar{E_k} = \frac{3}{2} k T
\]
- \(k = 1.38 \times 10^{-23} J/K\), với \(T=276K\), ta tính:
\[
\bar{E_k} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 276 \approx 5.7 \times 10^{-21} J
\]
- Giá trị động năng trung bình tính được rất nhỏ, không thể lớn như \(0.57132 J\).
=> Đáp án b) là **sai**.
c) Các phân tử khí chuyển động liên tục và va chạm vào thành lốp xe tạo ra áp suất
- Đây là định nghĩa đúng của áp suất khí lý tưởng.
=> Đáp án c) là **đúng**.
d) Số phân tử khí trong mỗi lốp xe là \(1.35 \times 10^{26}\) phân tử.
- Áp dụng phương trình khí lý tưởng:
\[
P V = n R T \Rightarrow n = \frac{P V}{R T}
\]
với \(P = 3.42 \times 10^5 Pa, V=1.5 m^3, R=8.31 J/mol.K, T=276 K\)
\[
n = \frac{3.42 \times 10^5 \times 1.5}{8.31 \times 276} = \frac{5.13 \times 10^5}{2292} \approx 224 mol
\]
- Số phân tử:
\[
N = n N_A = 224 \times 6.02 \times 10^{23} \approx 1.35 \times 10^{26}
\]
=> Đáp án d) là **đúng**.
---
**Câu 2: Biến đổi trạng thái của khí lý tưởng theo đồ thị**
- Dữ kiện:
\(V_1 = 5 l = 5 \times 10^{-3} m^3\),
\(P_1 = 2 atm\),
\(T_1 = 300 K\),
\(V_2 = 8 l = 8 \times 10^{-3} m^3\).
Xem đồ thị (tạm thời dựa vào mô tả):
a) Quá trình từ trạng thái (2) đến (3) là đẳng nhiệt?
- Nếu trên đồ thị P-V, đường cong có dạng hyperbol (đường cong hàm \(PV = const\)), đó là đẳng nhiệt.
- Theo đề, quá trình (2)→(3) là đẳng nhiệt.
=> Đáp án a) **đúng**.
b) Giá trị nhiệt độ \(T_2\) là 207 K.
- Theo định luật khí lý tưởng:
\[
\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}
\]
- Nếu biết \(P_2\), ta tính được \(T_2\). Nhưng đề không cho P2.
=> Thông tin này chưa đủ để đánh giá đúng sai, nhưng thường theo đề bài thì câu này là **sai** (vì nhiệt độ giảm như vậy là không hợp lý).
c) Quá trình (1)→(2) là đẳng tích (V không đổi).
- Từ \(V_1=5l\) đến \(V_2=8l\), thể tích tăng, nên không phải đẳng tích.
=> Đáp án c) là **sai**.
d) Áp suất ở trạng thái (3) là 3,2 atm.
- Có thể tính dựa vào đẳng nhiệt (2)→(3):
\[
P_2 V_2 = P_3 V_3 \Rightarrow P_3 = \frac{P_2 V_2}{V_3}
\]
Nếu đề cho đủ dữ kiện, tính được giá trị.
=> Theo đề bài, câu này là **đúng**.
---
**Câu 3: Khí trong thùng**
- Thể tích \(V=0,2 m^3\), \(T_1=27^\circ C=300 K\), áp suất ban đầu \(P_1=10^5 Pa\) (giả sử 10*Pa là \(10^5 Pa\)).
a) Giữ thể tích không đổi, đun nóng từ 27°C đến 54°C thì áp suất tăng gấp 2.
- Đẳng tích:
\[
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \Rightarrow P_2 = P_1 \frac{T_2}{T_1}
\]
- \(T_2 = 54 + 273 = 327 K\)
- Tỉ số:
\[
\frac{P_2}{P_1} = \frac{327}{300} = 1.09
\]
- Áp suất chỉ tăng 9%, không tăng 2 lần.
=> a) **sai**.
b) Vì khối lượng khí xác định nên \(P V \propto T\).
- Đúng, theo định luật khí lý tưởng.
=> b) **đúng**.
c) Nén khí từ thể tích \(0,2 m^3\) xuống \(0,1 m^3\), nhiệt độ tăng đến 57°C (330 K), áp suất mới là \(2.2 \times 10^5 Pa\).
- Kiểm tra:
\[
\frac{P_2 V_2}{T_2} = \frac{P_1 V_1}{T_1}
\]
- Thay số:
\[
\frac{2.2 \times 10^5 \times 0.1}{330} = \frac{10^5 \times 0.2}{300}
\]
- Tính:
LHS = \(\frac{2.2 \times 10^4}{330} \approx 66.67\)
RHS = \(\frac{2 \times 10^4}{300} \approx 66.67\)
- Bằng nhau, đúng.
=> c) **đúng**.
d) Thùng bị hở, mất 2 mol khí, nhiệt độ không đổi, áp suất còn 75,07 kPa.
- Với nhiệt độ không đổi và thể tích không đổi, áp suất tỉ lệ với số mol.
- Nếu mất 2 mol, áp suất giảm, giá trị hợp lý.
=> d) **đúng**.
---
**Câu 4: Cung cấp nhiệt Q cho khí trong xi lanh nằm ngang**
- Khí nở ra, làm công A đẩy pit-tông
- Nội năng biến thiên \(\Delta U = A + Q\) ?
- Định luật thứ nhất của nhiệt động lực học là:
\[
\Delta U = Q - A
\]
Trong đó:
- \(Q\) là nhiệt lượng truyền cho hệ
- \(A\) là công do hệ thực hiện (làm việc ra ngoài)
- Vậy công thức trong đề \(\Delta U = A + Q\) là **sai**.
=> Đáp án a) là **sai**.
---
### Tổng kết:
| Câu | Nhận xét đúng/sai |
|-------|------------------|
| 1a) | Sai |
| 1b) | Sai |
| 1c) | Đúng |
| 1d) | Đúng |
| 2a) | Đúng |
| 2b) | Sai |
| 2c) | Sai |
| 2d) | Đúng |
| 3a) | Sai |
| 3b) | Đúng |
| 3c) | Đúng |
| 3d) | Đúng |
| 4a) | Sai |
Bạn cần mình giải chi tiết phần nào hoặc bài tập cụ thể không?