Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Đọc ngữ liệu sau và trả lời các câu hỏi sau:Một xilanh thẳng đứng chứa nước lỏng và hơi

Đọc ngữ liệu sau và trả lời các câu hỏi sau:

Một xilanh thẳng đứng chứa nước lỏng và hơi nước, được đậy kín bằng một pít-tông có khối lượng $M = 2\text{kg}$, tiết diện ngang $S = 2\text{cm}^{2}$. Mặt trên của pít-tông tiếp xúc với khí quyển. Pít-tông có thể trượt không ma sát trong xilanh.

Khi nhiệt truyền qua thành xilanh ra môi trường, một phần hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng. Người ta quan sát thấy pít-tông chuyển động chậm, đều xuống dưới với tốc độ $v = 0,3\text{cm/s}$, trong khi nhiệt độ của nước và hơi nước không đổi.

Trong suốt thời gian xét, nước lỏng và hơi nước cùng tồn tại trong xilanh. Lấy các số liệu ở trạng thái đang khảo sát:

Xét hệ gồm toàn bộ nước và hơi nước bên trong xilanh. Bỏ qua thể tích nước lỏng tạo thành so với thể tích hơi nước đã ngưng tụ.

Sử dụng quy ước của định luật I nhiệt động lực học: $\Delta U = Q + A,$ trong đó $Q > 0$ khi hệ nhận nhiệt và $A > 0$ khi hệ nhận công.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Thông hiểu

Áp suất của hơi nước tác dụng lên mặt dưới pít-tông bằng bao nhiêu?

Đáp án đúng là:

Xem lời giải
Câu hỏi:989618
Phương pháp giải

+ Pít-tông chuyển động đều nên hợp lực tác dụng lên nó bằng không.

+ Cân bằng lực do hơi nước tác dụng hướng lên với trọng lực và lực do khí quyển tác dụng hướng xuống.

Giải chi tiết

Đổi đơn vị: $S = 2,0\text{cm}^{2} = 2,0.10^{- 4}\text{m}^{2}$.

Điều kiện cân bằng lực: $pS = p_{0}S + Mg$.

Suy ra: $p = p_{0} + \dfrac{Mg}{S} = 1,0 \cdot 10^{5} + \dfrac{2,0 \cdot 10}{2,0 \cdot 10^{- 4}} = 2,0 \cdot 10^{5}\text{Pa}$.

Đáp án cần chọn là:

Câu hỏi số 2:
Vận dụng

Khối lượng hơi nước ngưng tụ trong mỗi giây bằng bao nhiêu?

Đáp án đúng là:

Xem lời giải
Câu hỏi:989619
Phương pháp giải

Trong thời gian $\Delta t$, pít-tông đi xuống một đoạn $h = v\Delta t$.

Thể tích bên trong xilanh giảm: $V_{\text{giam}} = Sh = Sv\Delta t$.

Thể tích giảm này xấp xỉ thể tích hơi nước đã ngưng tụ. Vì vậy: $m_{\text{ng}} = \rho Sv\Delta t$.

Giải chi tiết

Đổi đơn vị: $v = 0,30\text{cm/s} = 3,0.10^{- 3}\text{m/s}$.

Trong 1 s, thể tích hơi nước ngưng tụ là: $V_{\text{ng}} = 2,0.10^{- 4}.3,0.10^{- 3}.1 = 6,0.10^{- 7}\text{m}^{3}$.

Khối lượng hơi nước ngưng tụ: $m_{\text{ng}} = 1,13.6,0.10^{- 7} = 6,78.10^{- 7}\text{kg} = 0,678\text{mg}$.

Đáp án cần chọn là:

Câu hỏi số 3:
Vận dụng

Công suất tỏa nhiệt từ hệ ra môi trường gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án đúng là:

Xem lời giải
Câu hỏi:989620
Phương pháp giải

Khi hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ và áp suất không đổi, nhiệt lượng tỏa ra có độ lớn: $Q_{\text{toa}} = Lm_{\text{ng}}$.

Công suất tỏa nhiệt: $P_{\text{toa}} = \dfrac{Q_{\text{toa}}}{\Delta t}$.

Giải chi tiết

Trong mỗi giây, khối lượng hơi nước ngưng tụ là: $m_{\text{ng}} = 6,78.10^{- 7}\text{kg}$.

Nhiệt lượng hệ truyền ra môi trường trong 1 s: $Q_{\text{toa}} = 2,20.10^{6}.6,78.10^{- 7} = 1,4916\text{J}$.

Công suất tỏa nhiệt: $P_{\text{toa}} = \dfrac{1,4916}{1} = 1,4916\text{W} \approx 1,49\text{W}$.

Đáp án cần chọn là:

Câu hỏi số 4:
Vận dụng

Trong $10\text{s}$, độ biến thiên nội năng $\Delta U$ của hệ bằng bao nhiêu? Nhập kết quả theo đơn vị jun (J), làm tròn đến một chữ số sau dấu phẩy. Ghi dấu âm nếu nội năng giảm.

Đáp án đúng là: -13,7

Xem lời giải
Câu hỏi:989621
Phương pháp giải

Hệ truyền nhiệt ra môi trường nên: $Q = - Lm_{\text{ng}}$.

Pít-tông đi xuống, nén hệ nên hệ nhận công: $A = pSh = pSv\Delta t$.

Áp dụng định luật I nhiệt động lực học: $\Delta U = Q + A$.

Giải chi tiết

Trong $10\text{~s}$, khối lượng hơi nước ngưng tụ: $m_{\text{ng}} = \rho Sv\Delta t = 1,13.2,0.10^{- 4}.3,0.10^{- 3}.10 = 6,78.10^{- 6}\text{kg}$.

Nhiệt lượng hệ nhận, tính theo quy ước dấu: $Q = - Lm_{\text{ng}} = - 2,20.10^{6}.6,78.10^{- 6} = - 14,916\text{J}$.

Quãng đường pít-tông đi xuống: $h = v\Delta t = 3,0.10^{- 3}.10 = 0,030\text{m}$.

Công hệ nhận: $A = pSh = 2,0.10^{5}.2,0.10^{- 4}.0,030 = 1,20\text{J}$.

Độ biến thiên nội năng: $\Delta U = Q + A = - 14,916 + 1,20 = - 13,716\text{J} \approx - 13,7\text{J}$.

Đáp án cần điền là: -13,7

Câu hỏi số 5:
Thông hiểu

Xác định tính đúng – sai của các phát biểu sau:

Đúng Sai
a) Nhiệt độ của hệ không đổi nên nội năng của hệ không đổi trong quá trình hơi nước ngưng tụ.
b) Trong $10\text{s}$, hệ nhận một công bằng $1,20\text{J}$ từ môi trường bên ngoài.

Đáp án đúng là: S; Đ

Xem lời giải
Câu hỏi:989622
Phương pháp giải

Xét sự thay đổi trạng thái của chất khi ngưng tụ và chiều truyền năng lượng bằng công khi pít-tông đi xuống.

Giải chi tiết

a) Hệ gồm cả nước lỏng và hơi nước. Khi hơi ngưng tụ, trạng thái liên kết và tương tác giữa các phân tử thay đổi nên nội năng có thể thay đổi dù nhiệt độ không đổi.

$\Delta U \approx - 13,7\text{J}$ sau $10\text{s}$, tức nội năng của hệ giảm. Vậy phát biểu a sai.

b) Pít-tông chuyển động xuống dưới, nén hệ. Lực do pít-tông tác dụng lên hệ cùng chiều với độ dịch chuyển của mặt pít-tông nên hệ nhận công. Trong $10\text{~s}$: $A = pSv\Delta t = 2.10^{5}.2.10^{- 4}.3.10^{- 3}.10 = 1,2\text{J}$. Vậy phát biểu b đúng.

Đáp án cần chọn là: S; Đ

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòng- Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: 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 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn

Khảo sát học từ vựng tiếng Anh

Chỉ mất 3 phút để chia sẻ trải nghiệm học từ vựng của bạn. Nhận quyền trải nghiệm ứng dụng miễn phí trước khi ra mắt.

Tham gia khảo sát →