Quả bóng thời tiết, hay còn gọi là bóng thám không, là một công cụ quan trọng trong việc thu thập dữ liệu khí tượng phục vụ dự báo thời tiết. Nó hoạt động như sau:

20/28

- Thả bóng: Quả bóng được thả từ các địa điểm quan sát trên khắp thế giới, thường là hai lần mỗi ngày vào 0 giờ và 12 giờ quốc tế.

- Thu thập dữ liệu: Khi được thả, bóng thám không bắt đầu đo các thông số như nhiệt độ, độ ẩm tương đối, áp suất, tốc độ gió và hướng gió.

- Truyền dữ liệu: Các thông tin thu thập được sẽ được truyền về đài quan sát thông qua các thiết bị đo lường và truyền tin gắn trên bóng.

- Định vị gió: Bóng thám không có thể đo tốc độ gió bằng radar, sóng vô tuyến, hoặc hệ thống định vị toàn cầu cầu (GPS).

- Đạt độ cao lớn: Bóng có thể đạt đến độ cao 40 km hoặc hơn, trước khi áp suất giảm làm quả bóng giãn nở đến giới hạn và vỡ.

Sử dụng các dữ liệu về bóng thám không, hãy cho biết các nhận định sau đây là đúng hay sai:

a) Bóng thường được thả vào thời điểm bất kỳ tùy vào kỹ thuật viên ở mỗi địa điểm quan sát.

b) Để bóng bay lên được, người ta cần bơm vào bóng loại khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí.

c) Quả bóng có thể lên đến độ cao khoảng 40 km rồi vỡ do áp suất không khí giảm khiến vỏ bóng không chịu nổi và vỡ.

d) Quả bóng thời tiết sẽ bị nổ ở áp suất 27640 Pa và thể tích tăng tới \(39,5{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\). Một quả bóng thời tiết được thả vào không gian có thể tích khí ban đầu \(15,8{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\) và áp suất ban đầu là 105000 Pa ở nhiệt độ \({27^ \circ }{\rm{C}}\). Khi quả bóng đó bị nổ, nhiệt độ của khí là \( - {80^ \circ }{\rm{C}}\).

Nhập câu trả lời ở đây

0/3000 ký tự

Giải thích

Phương pháp:

- Sử dụng dữ kiện đề bài cho, vận dụng kĩ năng đọc hiểu để trả lời câu hỏi lý thuyết.

- Coi khí là lý tưởng, áp dụng phương trình trạng thái khí xác định nhiệt độ khi bóng nổ.

Cách giải:

a) Theo đề bài: Quả bóng được thả từ các địa điểm quan sát trên khắp thế giới, thường là hai lần mỗi ngày vào 0 giờ và 12 giờ quốc tế.

\( \to \) a sai.

b) Để quả bóng có thể bay lên, người ta bơm vào đó khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí, thường là heli hoặc hydro, giúp quả bóng nổi lên do sự chênh lệch về mật độ giữa khí trong bóng và không khí xung quanh.

\( \to \) b đúng.

c) Quả bóng thám không có thể đạt đến độ cao khoảng 40 km hoặc hơn. Khi lên đến độ cao lớn, áp suất không khí giảm mạnh, làm cho quả bóng giãn nở và cuối cùng vỡ khi đạt đến giới hạn thể tích của nó.

\( \to \) c đúng.

d) Xét 2 trạng thái của khí trong quả bóng:

Trạng thái 1: Bóng bắt đầu được thả: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1} = 105000\left( {Pa} \right)}\\{{V_1} = 15,8\left( {{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}} \right)}\\{{T_1} = 27 + 273 = 300\left( {\rm{K}} \right)}\end{array}} \right.\)

Trạng thái 2: Khi bóng nổ: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = 27640\left( {Pa} \right)}\\{{V_1} = 39,5\left( {{m^3}} \right)}\\{{T_2}}\end{array}} \right.\)

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng ta được:

\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{105000.15,8}}{{300}} = \frac{{27640.39,5}}{{{T_2}}}\)

\( \Rightarrow {T_2} \approx 197\left( K \right) \Rightarrow {t_2} \approx - {76^ \circ }C\).

\( \to \) d sai.