Một lượng khí He lí tưởng đựng trong một xi lanh, pit-tông nhẹ có thể
Một lượng khí He lí tưởng đựng trong một xi lanh, pit-tông nhẹ có thể chuyển động không ma sát dọc theo xi lanh như hình vẽ. Tiết diện của pit-tông là $8.10^{- 3}m^{2}$. Một đầu pit-tông được gắn với lò xo có độ cứng $8.10^{3}N/m$. Ban đầu pit-tông nằm cân bằng, lò xo không biến dạng, khí ở nhiệt độ 300K và có thể tích $2,4.10^{- 3}m^{3}$. Khí được nung nóng cho đến khi pit-tông dịch chuyển chậm ra ngoài một đoạn 0,15m. Biết áp suất khí quyển là $10^{5}Pa$.
| Đúng | Sai | |
|---|---|---|
| a) Thể tích của khối khí sau khi bị nung nóng là $3,6.10^{- 3}m^{3}$. | ||
| b) Áp suất của khí trong xi lanh sau khi bị nung nóng là $2.10^{5}Pa$. | ||
| c) Nhiệt độ cuối cùng của khí là 1125 K. | ||
| d) Nội năng mà khối khí nhận được thêm là 9900 J. |
Đáp án đúng là: Đ; S; Đ; S
Quảng cáo
- Thể tích của khối khí sau khi nung: $V_{2} = V_{1} + S.h$
- Pittong cân bằng khi: $\overset{\rightarrow}{F_{k}} + \overset{\rightarrow}{F_{kq}} + \overset{\rightarrow}{F_{dh}} = \overset{\rightarrow}{0}$
- Lực đàn hồi: $F_{dh} = k.\Delta l$
- Áp suất: $p = \dfrac{F}{S}$
- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: $\left. \dfrac{p_{1}V_{1}}{T_{1}} = \dfrac{p_{2}V_{2}}{T_{2}}\Rightarrow T_{2} = \dfrac{p_{2}V_{2}.T_{1}}{p_{1}V_{1}} \right.$
- Phương trình Clapeyron: $pV = nRT$
- Động năng trung bình: $W_{d} = \dfrac{3}{2}kT$
a) Phát biểu a đúng.
Thể tích của khối khí sau khi bị nung nóng là:
$V_{2} = V_{1} + S.h = 2,4.10^{- 3} + 8.10^{- 3}.0,15 = 3,6.10^{- 3}\left( m^{3} \right)$
b) Phát biểu b sai.
Các lực tác dụng vào pittong: $\overset{\rightarrow}{F_{k}};\overset{\rightarrow}{F_{kq}};\overset{\rightarrow}{F_{dh}}$
Khi pittong cân bằng (đứng yên): $\overset{\rightarrow}{F_{k}} + \overset{\rightarrow}{F_{kq}} + \overset{\rightarrow}{F_{dh}} = \overset{\rightarrow}{0}$
$\left. \Rightarrow F_{k} = F_{kq} + F_{dh}\Leftrightarrow p_{k}.S = p_{kq}.S + k.\Delta l \right.$
$\left. \Rightarrow p_{k} = \dfrac{p_{kq}.S + k.\Delta l}{S} = \dfrac{10^{5}.8.10^{- 3} + 8.10^{3}.0,15}{8.10^{- 3}} = 2,5.10^{5}\left( {Pa} \right) \right.$
c) Phát biểu c đúng.
Trạng thái 1 (chưa nung nóng): $\left\{ \begin{array}{l} {V_{1} = 2,4.10^{- 3}m^{3}} \\ {p_{1} = 10^{5}Pa} \\ {T_{1} = 300K} \end{array} \right.$
Trạng thái 2 (nung nóng): $\left\{ \begin{array}{l} {V_{2} = 3,6.10^{- 3}m^{3}} \\ {p_{2} = 2,5.10^{5}Pa} \\ {T_{2} = ?} \end{array} \right.$
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng ta có:
$\left. \dfrac{p_{1}V_{1}}{T_{1}} = \dfrac{p_{2}V_{2}}{T_{2}}\Rightarrow T_{2} = \dfrac{p_{2}V_{2}.T_{1}}{p_{1}V_{1}} = \dfrac{2,5.10^{5}.3,6.10^{- 3}.300}{10^{5}.2,4.10^{- 3}} = 1125K \right.$
d) Phát biểu d sai.
Nội năng mà khối khí nhận được thêm là:
$\Delta U = U_{2} - U_{1} = N.\dfrac{3}{2}k.T_{2} - N.\dfrac{3}{2}.k.T_{1} = \dfrac{3}{2}.N.k.\left( {T_{2} - T_{1}} \right)$
$\left. \Rightarrow\Delta U = \dfrac{3}{2}.n.N_{A}.k.\left( {T_{2} - T_{1}} \right) \right.$
Mà: $\left. R = N_{A}.k\Rightarrow\Delta U = \dfrac{3}{2}.n.R.\left( {T_{2} - T_{1}} \right) = \dfrac{3}{2}.\left( {nRT_{2} - nRT_{1}} \right) \right.$
Theo phương trình Clapeyron ta có: $pV = nRT$
$\left. \Rightarrow\Delta U = \dfrac{3}{2}.\left( {p_{2}V_{2} - p_{1}V_{1}} \right) \right.$
$\left. \Rightarrow\Delta U = \dfrac{3}{2}.\left( {2,5.10^{5}.3,6.10^{- 3} - 10^{5}.2,4.10^{- 3}} \right) = 990J \right.$
Ta thấy $\left. \Delta U = 990J > 0\Rightarrow \right.$ Nội năng mà khối khí nhận được thêm là 990J.
Đáp án cần chọn là: Đ; S; Đ; S
Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí
>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
