Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Đẳng nhiệt (Vật lý Lớp 12)

Một lượng khí lí tưởng được chứa trong một xi-lanh đặt thẳng đứng với piston đậy kín. Piston có khối lượng không đáng kể, tiết diện là 5,0 $\mathrm{c}{\mathrm{m}}^2$ và có thể chuyển động không ma sát trong cylinder. Các khối trụ giống nhau có cùng khối lượng $m=0,20$ kg, có thể đặt lên trên piston như Hình 1b. Biết áp suất, nhiệt độ khí quyển không đổi và có giá trị lần lượt là $1,01\cdot 10^5$ Pa và 27℃. Cho gia tốc trọng trường $g=9,8m/{\mathrm{s}}^2$.

Quá trình và nguyên lí hoạt động của máy đo huyết áp mô tả như hình vẽ. Khi đo huyết áp, người ta thực hiện các thao tác sau: (1) bơm không khí vào túi khí sao cho áp suất khí ép lên động mạch, ngắt hoàn toàn sự lưu thông của động mạch; (2) xả van khí để áp suất khí giảm, khi bắt đầu nghe nhịp đập là lúc số chỉ của đồng hồ bằng huyết áp tâm thu (huyết áp lớn nhất); (3) tiếp tục xả khí đến khi bắt đầu không nghe được nhịp đập nữa là lúc chỉ số của đồng hồ bằng huyết áp tâm trương (huyết áp nhỏ nhất).

Lưu ý rằng: số chỉ của đồng hồ là phần áp suất khí tăng thêm so với áp suất khí quyển. Một người được đo huyết áp và thu được huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương lần lượt là 120 mmHg và 80 mmHg. Cho biết trong cả quá trình đo, nhiệt độ khí trong túi không đổi bằng 27 ℃, áp suất khí quyển là 760 mmHg, thời điểm đọc huyết áp tâm thu thì thể tích khí là 110 ml.

Một học sinh sử dụng bơm xe đạp để tìm hiểu sự biến đổi trạng thái và nội năng của không khí khi bị nén. Trong mỗi lần khảo sát, van thoát khí của bơm chưa mở và pít-tông được coi là kín, nên lượng không khí trong xi lanh không đổi.

Trong một lần nén chậm, coi nhiệt độ của khối khí gần như không đổi. Ban đầu, khối khí có thể tích $0,120{\mathrm{dm}}^3$ và áp suất $1,01\cdot 10^5$ Pa; sau đó được nén đến thể tích $0,080{\mathrm{dm}}^3$.

Trong một lần nén nhanh khác, xét một lượng khí xác định trong xi lanh. Trong quá trình nén, khối khí nhận công 52 J từ pít-tông và truyền ra thành bơm nhiệt lượng 18 J.

Một lượng khí lí tưởng được chứa kín trong xi-lanh. Ban đầu, khí có áp suất $1,00\cdot 10^3$ Pa và thể tích $0,600{\mathrm{dm}}^3$. Ở giai đoạn 1, khí được nén chậm đẳng nhiệt không làm thay đổi nội năng của khối khí đến thể tích $0,400{\mathrm{dm}}^3$. Ở giai đoạn 2, xi-lanh được cách nhiệt và khí tiếp tục bị nén, nhận công 45 J. Ở giai đoạn 3, pít-tông được giữ cố định, lớp cách nhiệt được tháo ra và khí truyền 18 J năng lượng nhiệt ra môi trường. Sử dụng quy ước $\Delta U=A+Q$.

Một thiết bị quan trắc dưới nước có một túi khí mềm, kín để bảo vệ cảm biến trước tác động của nước. Ở mặt nước, khí trong túi có áp suất tuyệt đối $1,0\cdot 10^5$ Pa, thể tích 2,5 L và mật độ phân tử $2,2\cdot 10^{25}{\mathrm{m}}^{-3}$. Thiết bị được hạ từ từ xuống một độ sâu mà tại đó áp suất tuyệt đối của nước là $4,0\cdot 10^5$ Pa. Coi nhiệt độ của khí không đổi; túi khí đủ mềm để áp suất khí bên trong luôn bằng áp suất nước bên ngoài; túi hoàn toàn kín và không bị nước thấm vào.