Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Khí lí tưởng (Vật lý Lớp 12)

Để xác định số mol khí trong bình, một học sinh làm thí nghiệm như sau: Đặt lần lượt các khối trụ lên trên pit-tông và đo thể tích khí tương ứng khi pit-tông nằm cân bằng. Kết quả thu được từ thí nghiệm của học sinh được cho như trong bảng bên.
$$<table><tbody><tr><td>\mathrm{S}\acute{\hat{\mathrm{o}}}\mathrm{l}\mathrm{ư}ợ\mathrm{ng}\mathrm{kh}\acute{\hat{\mathrm{o}}}\mathrm{i}\mathrm{tr}ụ\mathrm{đ}ặ\mathrm{t}\mathrm{tr}\hat{\mathrm{e}}\mathrm{n}\mathrm{piston}</td><td>\mathrm{Th}ể\mathrm{t}\acute{\mathrm{ı}}\mathrm{ch}V(10^{-5}{\mathrm{m}}^3)</td></tr><tr><td>5</td><td>5,2</td></tr><tr><td>10</td><td>4,5</td></tr><tr><td>15</td><td>3,9</td></tr><tr><td>20</td><td>3,5</td></tr></tbody></table>$$
Dựa trên kết quả thực nghiệm của học sinh, giá trị của $n$ là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một khối khí lí tưởng xác định thực hiện quá trình biến đổi trạng thái theo chu trình khép kín $P\to Q\to R\to S\to P$ có đồ thị như hình vẽ.

Để loại bỏ $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, người ta sử dụng hệ thống lọc chứa hóa chất chuyên dụng. Biết rằng mỗi kilôgam hóa chất có khả năng hấp thụ tối đa $15$ mol $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$. Trong một ngày, khối lượng hóa chất tối thiểu cần để xử lí toàn bộ lượng $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ do $25$ thuyền viên thải ra là bao nhiêu kilôgam (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Khi người đó hít sâu, giả sử không khí trong phổi có $1,4\cdot 10^{23}$ phân tử. Dung tích phổi khi đó là bao nhiêu lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)?

Ở nhiệt độ $t$ và áp suất 107500 Pa, không khí có khối lượng riêng khoảng 1,29 kg/m${}^3$. Khối lượng mol của không khí là 29 g/mol.

Nhiệt độ $t$ của không khí gần nhất giá trị nào sau đây?

Số phân tử oxygen có trong phổi là $x\cdot 10^{22}$. Tìm $x$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục).

Ngày 25/2/2025, người này leo lên đỉnh Fansipan cao 3143 m và đo được nhiệt độ là $-8℃$, biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg. Thể tích không khí mà người này phải hít vào trong mỗi nhịp thở tại đỉnh Fansipan là bao nhiêu lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)?

Cho biết khối lượng mol của khí Helium là 4 g/mol. Cho hằng số khí lí tưởng $R=8,31$ J/mol.K và hằng số Boltzmann $k=1,38\cdot 10^{-23}$ J/K. Các phát biểu sau đúng hay sai?

a) Ở điều kiện tiêu chuẩn khối lượng riêng của khí này bằng 0,18 g/lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

b) Ở nhiệt độ 20 ℃ và áp suất 1 atm, thể tích của 2 mol khí Helium bằng 52,6 lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục).

c) Động năng trung bình của một phân tử khí Helium ở nhiệt độ phòng (khoảng 25 ℃) xấp xỉ bằng $3,65\cdot 10^{-22}$ J (lấy kết quả đến ba chữ số có nghĩa).

d) Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, mật độ của khí Helium thấp hơn so với không khí.

Số phân tử khí chứa trong bình là $x\cdot 10^{25}$ phân tử. Tìm $x$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục).

Một khí lí tưởng xác định thực hiện chu trình biến đổi với đồ thị như hình vẽ. Các phát biểu sau đúng hay sai?

a) Từ trạng thái (3) sang trạng thái (4) là quá trình làm lạnh đẳng áp.

b) Từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) khí thực hiện công.

c) $T_3=400$ K.

d) Biết khối khí trên là Oxygen nặng 7,68 g; khối lượng mol khí oxygen là 32 g/mol; hằng số khí lí tưởng $R=8,31$ J/mol.K. Ở trạng thái (4) khí có áp suất 133 kPa (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).

Khối lượng khí hydrogen đã được bơm vào bóng thám không trước khi thả là bao nhiêu kilogam (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm. Giả sử nhiệt độ giảm đều theo độ cao với tốc độ cứ lên cao 0,100 km thì nhiệt độ giảm 0,65℃. Ở độ cao bao nhiêu kilomet so với mặt đất thì bóng bị nổ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một lượng khí lí tưởng chuyển trạng thái $A\to B\to C\to D$ được biểu diễn trên đồ thị $p-V$ như hình vẽ. Ở trạng thái A, khí có nhiệt độ 1400K. Biết nội năng của khối khí được xác định bằng $U=\frac{3}{2}nRT$, với $n$ là số mol của khối khí, $R$ là hằng số khí lí tưởng và $T$ là nhiệt độ tuyệt đối của khối khí.

Một kỹ sư vận hành hệ thống ống dẫn khí Nitrogen (${\mathrm{N}}_2$) trong nhà máy hóa chất. Để kiểm tra độ kín của ống trước khi đưa vào sử dụng, kỹ sư đã bơm khí ${\mathrm{N}}_2$ (được coi là khí lý tưởng) vào đoạn ống có thể tích cố định $V=500$ lít. Khi hệ thống ổn định, người kỹ sư dùng các thiết bị đo và ghi nhận áp suất, nhiệt độ trong ống lần lượt là 10 atm, 27℃. Sau 24 giờ theo dõi, nhiệt độ trong ống giảm xuống còn 17℃, và áp suất đo được thực tế lúc này là 9,2 atm. Biết khối lượng mol của ${\mathrm{N}}_2$ là 28 g/mol. Khối lượng ${\mathrm{N}}_2$ bị rò rỉ trung bình trong 1 giờ là bao nhiêu gram? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một chiếc khinh khí cầu có thể tích là $2,00\cdot 10^3$ m³, không khí ở trong khí cầu được làm nóng bằng một ngọn lửa (hình vẽ). Ở mặt đất, áp suất khí quyển là $1,010\cdot 10^5$ Pa, không khí trong khinh khí cầu được làm nóng đến nhiệt độ 102 ℃. Khinh khí cầu bay lên đến độ cao mà áp suất khí quyển giảm xuống còn $0,912\cdot 10^5$ Pa. Để duy trì độ cao ổn định, nhiệt độ không khí bên trong khinh khí cầu phải được điều chỉnh lên đến 119 ℃ và một lượng khí trong khinh khí cầu bị thoát ra ngoài trong quá trình di chuyển. Biết khối lượng mol của không khí là 29,0 g/mol. Lượng không khí thoát ra ngoài trong quá trình di chuyển của khinh khí cầu như
trên có khối lượng bằng

Khí hydrogen ở nhiệt độ 27 ℃ có áp suất 2,46 atm, xem hydrogen là khí lí tưởng. Khối lượng riêng của khí có giá trị là

Một phòng có kích thước 8 m $\times$ 5 m $\times$ 4 m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn (0 ℃, 76 cmHg) sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10 ℃ trong khi áp suất là 78 cmHg. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn là ${\rho }_0=1,293$ kg/m³. Thể tích của lượng khí đã thoát ra khỏi phòng ở điều kiện tiêu chuẩn và khối lượng không khí còn lại ở trong phòng có giá trị lần lượt là

Có $x\cdot 10^{21}$ phân tử oxygen được đưa vào phổi sau mỗi lần hít vào. Tìm giá trị của $x$ (làm tròn kết quả đến hàng phần chục)?

Một nhóm học sinh tiến hành làm thí nghiệm đo số mol của một lượng khí không đổi, bằng cách khảo sát mối quan hệ giữa áp suất $p$ và nhiệt độ $T$. Trong thí nghiệm, các em sử dụng: một bình kín, có dung tích $V=7$ lít chứa khí; nhiệt kế; áp kế. Các bạn học sinh tiến hành tăng từ từ nhiệt độ của khí và ghi lại số liệu áp suất tương ứng. Từ số liệu ghi được, nhóm học sinh vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ (Hình 2). Mỗi giá trị áp suất ứng với một giá trị nhiệt độ, được biểu diễn bằng một điểm nằm trong ô chữ nhật, kích thước ô chữ nhật cho biết sai số khi đo nhiệt độ là $\Delta T$, sai số khi đo áp suất là $\Delta p$.

Bóng thám không là một thiết bị được sử dụng phổ biến trong ngành khí tượng để thu thập dữ liệu về các thông số thời tiết. Bóng thường được bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau. Người ta chế tạo một bóng thám không có thể tăng bán kính lên tới 3 m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất $0,3\cdot 10^5$ Pa và nhiệt độ 200 K. Bóng được bơm ở mặt đất có áp suất $1,02\cdot 10^5$ Pa và nhiệt độ 300 K. Bỏ qua áp suất phụ gây bởi vỏ quả bóng. Bán kính của bóng khi vừa bơm xong bằng bao nhiêu mét (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)?