Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 24

Một bình khí nén dành cho thợ lặn có dung tích V = 8,00 lít chứa khí có áp suất \[{p_1} = 8,50\,\,atm\]ở nhiệt độ 27 0C. Khối lượng tổng cộng của bình và khí là 1,52 kg. Mở khoá bình để một p

20/28

Một bình khí nén dành cho thợ lặn có dung tích V = 8,00 lít chứa khí có áp suất \[{p_1} = 8,50\,\,atm\]ở nhiệt độ 27 0C. Khối lượng tổng cộng của bình và khí là 1,52 kg. Mở khoá bình để một phần khí thoát ra ngoài.

a

Xả khí chậm, nhiệt độ khí trong bình coi như không đổi. Khối lượng của bình và khí còn lại là 1,48 kg, áp suất giảm đến \[{p_2} = 4,25\,atm\]. Khối lượng của khí trong bình khí nén đã xả ra ngoài là 0,04 kg.

ĐúngSai
b

Khi bình có áp suất 4,25 atm, nhiệt độ khí trong bình vẫn là 27,0 0C, khối lượng riêng của khí còn lại trong bình sau khi xả khí là 5,00 \[\frac{{kg}}{{{m^3}}}\].

ĐúngSai
c

Nếu ngay từ đầu mà xả khí nhanh đến áp suất 1,0 atm. Khối lượng của bình và khí còn lại là 1,45 kg thì nhiệt độ khí trong bình hạ từ 27 0C xuống khoảng 9,4 0C.

ĐúngSai
d

Tiếp tục xả khí đến khi lượng khí còn lại trong bình có cùng áp suất khí quyển 1,0 atm và nhiệt độ 27 0C. Khối lượng khí còn lại trong bình là 20g.

ĐúngSai
Giải thích

a) - Khối lượng khí bị thoát ra ngoài là: \[\Delta m = 1,52 - 1,48 = 0,04\,kg.\]

Chọn ĐÚNG.

b) - Gọi m0 là khối lượng của vỏ bình.

- Phương trình Claperon viết cho chất khí lúc đầu của bình nén khí là: \[{p_1}V = \frac{{1,52 - {m_0}}}{M}RT\] (1)

- Phương trình Claperon viết cho chất khí lúc sau của bình nén khí là: \[{p_2}V = \frac{{1,48 - {m_0}}}{M}RT\] (2)

- Lấy \[\frac{{(1)}}{{(2)}}\] ta có: \[\frac{{{p_1}}}{{{p_2}}} = \frac{{1,52 - {m_0}}}{{1,48 - {m_0}}} \Leftrightarrow \frac{{8,5}}{{4,25}} = \frac{{1,52 - {m_0}}}{{1,48 - {m_0}}} \Leftrightarrow {m_0} = 1,44\,kg\]

- Khối lượng riêng của khí lúc sau là: \[D = \frac{{{m_2}}}{V} = \frac{{1,48 - 1,44}}{{{{8.10}^{ - 3}}}} = 5\,\,\frac{{kg}}{{{m^3}}}\].

Chọn ĐÚNG.

c) – Nếu xả nhanh khí đến áp suất p4 = 1,0 atm thì nhiệt độ khí lúc này là T4. Theo phương trình Claperon ta viết cho cuối quá trình xả này là: \[{p_4}V = \frac{{{m_4}}}{M}R{T_4}\] (4)

- Lấy \[\frac{{(1)}}{{(4)}}\] ta được: \[\frac{{{p_1}}}{{{p_4}}} = \frac{{(1,52 - 1,44).T}}{{(1,45 - 1,44){T_4}}} \Leftrightarrow \frac{{8,5}}{1} = \frac{{(1,52 - 1,44).(27 + 273)}}{{(1,45 - 1,44)({t_4} + 273}} \Rightarrow {t_4} = 9,4{\,^0}C\].

Chọn ĐÚNG.

d) - Phương trình Claperon viết cho chất khí lúc sau khi xả đến bằng áp suất khí quyển của bình nén khí là: \[{p_3}V = \frac{{{m_3}}}{M}RT\] (3)

- Lấy \[\frac{{(1)}}{{(3)}}\] ta được: \[\frac{{{p_1}}}{{{p_3}}} = \frac{{1,52 - 1,44}}{{{m_3}}} \Leftrightarrow \frac{{8,5}}{1} = \frac{{1,52 - 1,44}}{{{m_3}}} \Leftrightarrow {m_3} \approx 0,0094kg = 9,4\,g\].

Chọn SAI.