Một người dừng xe ô tô bên đường trong thời tiết nắng nóng để vào siêu thị, anh ta tắt điều hòa, ra khỏi xe và đóng cửa. Khi vừa đóng cửa, áp suất không khí bên trong xe bằng áp suất khí quyể

24/28

Một người dừng xe ô tô bên đường trong thời tiết nắng nóng để vào siêu thị, anh ta tắt điều hòa, ra khỏi xe và đóng cửa. Khi vừa đóng cửa, áp suất không khí bên trong xe bằng áp suất khí quyển bên ngoài và nhiệt độ trong xe là \({25^ \circ }{\rm{C}}.\;\)Nắng chiếu qua cửa kính xe làm nhiệt độ bên trong xe tăng lên nhanh chóng. Khi người lái xe quay trở lại xe, nhiệt kế trong xe chỉ giá trị \({50^ \circ }{\rm{C}}\) (khi đó người lái xe chưa mở cửa xe). Áp suất khí quyển không đổi và khoang xe kín.

Từ khi người lái xe ra khỏi xe đến khi quay trở lại, nhiệt độ trong xe tăng thêm 298 K .

ĐúngSai

Từ khi người lái xe ra khỏi xe đến khi quay trở lại, áp suất khí trong xe tăng lên gấp đôi.

ĐúngSai

Từ khi người lái xe ra khỏi xe đến khi quay trở lại, động năng trung bình của các phân tử khí trong xe tăng gấp 1,084 lần.

ĐúngSai

Trước khi nổ máy, người lái xe mở cửa một lúc để nhiệt độ trong xe giảm xuống còn \({40^ \circ }{\rm{C}}\) trước khi bật điều hòa. Trong quá trình mở cửa có \(4,79{\rm{\% }}\) khối lượng khí trong xe đã tràn ra bên ngoài.

ĐúngSai

Giải thích

Đổi nhiệt độ sang nhiệt độ tuyệt đối (Kelvin): \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{T_1} = 25 + 273 = 298{\rm{\;K}}}\\{{T_2} = 50 + 273 = 323{\rm{\;K}}}\end{array}} \right.\)

a) Độ tăng nhiệt độ của khí trong xe là \({\rm{\Delta }}T = {T_2} - {T_1} = 323 - 298 = 25{\rm{\;K}}\).

⇒ a sai.

b) Do khoang xe kín nên thể tích khí không đổi. Áp dụng biểu thức quá trình đẳng tích:

\(\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{323}}{{298}} \approx 1,084\).

⇒ b sai.

c) Tỉ số động năng trung bình của các phân tử khí ở trạng thái sau và trạng thái đầu:

\(\frac{{{W_{d2}}}}{{{W_{d1}}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{323}}{{298}} \approx 1,084\).

\( \Rightarrow \) c đúng.

d) Khi người lái xe mở cửa để nhiệt độ giảm còn \({40^ \circ }{\rm{C}}\left( {{T_3} = 40 + 273 = 313{\rm{\;K}}} \right)\), áp suất khí trong xe cân bằng với áp suất khí quyển \({p_3} = {p_{kq}} = {p_1}\). Thể tích xe \(V\) vẫn không đổi.

Áp dụng phương trình trạng thái \(pV = \frac{m}{\mu }RT \Rightarrow m = \frac{{pV\mu }}{{RT}}\). Ta có:

+ Khối lượng khí ban đầu trong xe: \({m_1} = \frac{{{p_1}V\mu }}{{R{T_1}}}\).

+ Khối lượng khí còn lại trong xe lúc này: \({m_3} = \frac{{{p_3}V\mu }}{{R{T_3}}} = \frac{{{p_1}V\mu }}{{R{T_3}}}\).

Tỉ số khối lượng: \(\frac{{{m_3}}}{{{m_1}}} = \frac{{{T_1}}}{{{T_3}}} = \frac{{298}}{{313}}\)

Phần trăm khối lượng khí đã tràn ra ngoài so với ban đầu là:

\(\frac{{{\rm{\Delta }}m}}{{{m_1}}}.100{\rm{\% }} = \frac{{{m_1} - {m_3}}}{{{m_1}}}.100{\rm{\% }} = \left( {1 - \frac{{{T_1}}}{{{T_3}}}} \right).100{\rm{\% }} = \left( {1 - \frac{{298}}{{313}}} \right).100{\rm{\% }} \approx 4,79{\rm{\% }}\)

⇒ d đúng.