Một khí cầu thám không hình cầu được bơm đầy khí hydrogen đến thể tích 34 m3. Khi bơm xong, hydrogen trong khí cầu có nhiệt độ 27℃ áp suất 1,2.105 Pa. Vỏ khí cầu không bị vỡ khi thể tích khí không vượt quá 27 lần thể tích ban đầu.
a) Khối lượng khí hydrogen cần bơm vào khí cầu là 3 300 gam.
b) Nếu bơm khí trong thời gian 2 phút kể từ khi trong võ khí cầu không có khí đến khi đầy, cần dùng máy bơm có thể bơm được trung bình 15 gam khí trong mỗi giây.
c) Khí cầu được thả bay lên đến độ cao nhất định thì bị vỡ do thể tích tăng quá giới hạn, nhiệt độ của khí cầu bằng nhiệt độ khi quyền là -84℃ thì áp suất trong khí cầu là 0,28.105 Pa.
d) Cứ lên cao thêm 12 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg, độ cao lớn nhất khí cầu đến được là 20 km.
a) Khối lượng khí hydrogen cần bơm vào khí cầu là 3 300 gam.
b) Nếu bơm khí trong thời gian 2 phút kể từ khi trong võ khí cầu không có khí đến khi đầy, cần dùng máy bơm có thể bơm được trung bình 15 gam khí trong mỗi giây.
c) Khí cầu được thả bay lên đến độ cao nhất định thì bị vỡ do thể tích tăng quá giới hạn, nhiệt độ của khí cầu bằng nhiệt độ khi quyền là -84℃ thì áp suất trong khí cầu là 0,28.105 Pa.
d) Cứ lên cao thêm 12 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg, độ cao lớn nhất khí cầu đến được là 20 km.
Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT
Tính khối lượng khí hydrogen dựa trên số mol và khối lượng mol của hydrogen.
Tính tốc độ bơm khí dựa trên thời gian và khối lượng khí cần bơm.
Áp dụng các quy tắc về sự thay đổi áp suất và nhiệt độ theo độ cao.
a) Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: \(PV = nRT \Rightarrow n = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{1,{{2.10}^5}.34}}{{8,31.300}} \approx 1636,6{\rm{mol}}\)
Khối lượng khí hydrogen: \(m = n.M = 1636,6.2 = 3273,2{\rm{g}}\)
→ Sai
b) Khối lượng khí cần bơm: m = 3273,2 g
Thời gian bơm: t = 2 phút = 120 giây
Tốc độ bơm: \( = \frac{m}{t} = \frac{{3273,2}}{{120}} \approx 27,28{\rm{g/s}}\)
→ Sai
c) Khi khí cầu bay lên, áp suất khí quyển giảm, thể tích khí tăng.
Nếu thể tích tăng quá 27 lần thể tích ban đầu, khí cầu sẽ vỡ.
Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng để tính áp suất tại nhiệt độ \(T = - 84{\rm{^\circ }}C = 189{\rm{K}}\)
Giả sử thể tích tăng 27 lần: \({V_2} = 27{V_1}\)
\({P_2} = \frac{{{P_1}{V_1}{T_2}}}{{{V_2}{T_1}}} = \frac{{1,{{2.10}^5}.34.189}}{{27.34.300}} \approx 0,{28.10^5}\,{\rm{Pa}}\)
→ Sai
d) Áp suất khí quyển tại mặt đất: \({P_0} = 760{\rm{mmHg}}\)
Độ cao lớn nhất: h = 20 km = 20000 m
Số lần giảm áp suất: \(n = \frac{{20000}}{{12}} \approx 1667\)
Áp suất tại độ cao 20 km: \(P = {P_0} - n.1 = 760 - 1667 = - 907{\rm{mmHg}}\)
Áp suất không thể âm, do đó câu này không hợp lý.
→ Sai
Danh sách bình luận