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

Bóng thám không là một thiết bị sử dụng phổ biến trong ngành khí tượng để thu thập dữ liệu về các thông số thời tiết như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và hướng gió ở độ cao khác nhau của bầu khí quyển. Bóng thám không chứa khí hydrogen (xem như khí lí tưởng) sẽ bị nổ khi thể tích tăng đến $39,5{\mathrm{m}}^3$ ở áp suất trong bóng $27640\mathrm{Pa}$. Một bóng thám không có thể tích $15,8{\mathrm{m}}^3$, ở nhiệt độ $27^{\circ }\mathrm{C}$ và áp suất $105000\mathrm{Pa}$ được thả vào không gian. Biết ở điều kiện tiêu chuẩn, khối lượng riêng của hydrogen bằng $0,09kg/{\mathrm{m}}^3$.

Thiên đăng (đèn trời) là loại đèn làm bằng giấy, dùng để thả cho bay lên trời sau khi đốt đèn. Xét một đèn trời có dạng hình trụ thẳng đứng, có mặt trên và mặt xung quanh làm bằng giấy mỏng và kín, mặt dưới hở và có gắn một ngọn đèn nhỏ. Thể tích của đèn trời (thể tích của hình trụ) là $V=0,15{\mathrm{m}}^3$. Cho biết khi đèn trời bắt đầu bay lên thì không khí trong đèn trời có nhiệt độ $t_1=67^{\circ }\mathrm{C}$, áp suất của không khí ở bên trong và bên ngoài đèn trời là như nhau và bằng $p=1,013\cdot 10^5\mathrm{Pa}$. Nhiệt độ của không khí bên ngoài đèn trời là $t_2=27^{\circ }\mathrm{C}$. Ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ $t_0=0^{\circ }\mathrm{C}$ và áp suất $p_0=1,013\cdot 10^5\mathrm{Pa}$), không khí có khối lượng riêng ${\rho }_0=1,29kg/{\mathrm{m}}^3$. Coi không khí là khí lí tưởng. Khối lượng tổng cộng của giấy làm đèn trời và ngọn đèn nhỏ ở đáy có giá trị không quá bao nhiêu gam ($\mathrm{g}$) để đèn trời có thể bay lên? (kết quả làm tròn đến $1$ chữ số thập phân)

Một bóng thám không (coi như hình cầu lí tưởng) được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới $10\mathrm{m}$ bay ở tầng khí quyển có áp suất $0,03\mathrm{atm}$ và nhiệt độ $200\mathrm{K}$. Nếu bóng được bơm khí ở áp suất $1\mathrm{atm}$ và nhiệt độ $300\mathrm{K}$ thì bán kính của bóng khi bơm bằng

Thuốc súng có khối lượng riêng $d=1g/c{\mathrm{m}}^3$. Khi cháy thì biến thành khí chiếm thể tích gấp $100$ lần thể tích thuốc và có khối lượng mol là $30g/mol$, có nhiệt độ $1000\mathrm{K}$ (xét lúc đạn sắp ra khỏi nòng). Biết $1\mathrm{atm}=1,01\cdot 10^5\mathrm{Pa}$. Áp suất của thuốc súng khi đó bằng bao nhiêu atm? (kết quả lấy đến chữ số hàng đơn vị)

Một khí cầu có thể tích luôn không đổi là $498,6{\mathrm{m}}^3$, khối lượng vỏ $145\mathrm{kg}$ được bơm không khí từ ngoài vào đến áp suất bằng áp suất khí quyển bên ngoài. Biết: Không khí bên ngoài có nhiệt độ $27^{\circ }\mathrm{C}$, áp suất $10^5\mathrm{Pa}$ trước khi bơm, trong khí cầu chưa có khí; phía dưới của khí cầu có chế tạo một lỗ thông hơi với bên ngoài, lỗ này cũng là lỗ cấp nhiệt khi nung nóng không khí bên trong khí cầu; khối lượng mol của không khí là $29g/mol$.

Một khí cầu có lỗ hở phía dưới để áp suất khí trong và ngoài khí cầu như nhau; khi chưa được làm nóng thì không khí trong khí cầu có nhiệt độ bằng nhiệt độ bên ngoài là $28^{\circ }\mathrm{C}$; để khí cầu có thể bay lên người ta làm nóng không khí trong khí cầu lên $51^{\circ }\mathrm{C}$. So với số mol khí trong khí cầu khi chưa làm nóng, phần trăm số mol khí đã thoát ra khỏi khí cầu gần nhất với giá trị nào sau đây?

Một xe tải đi qua sa mạc Sahara. Vào sáng sớm, nhiệt độ ngoài trời là $3,0^{\circ }\mathrm{C}$. Thể tích khí trong mỗi lốp xe là $1,5{\mathrm{m}}^3$, áp suất ban đầu trong lốp là $3,42\cdot 10^5\mathrm{Pa}$. Giả sử nhiệt độ khí trong lốp bằng nhiệt độ ngoài trời và thể tích lốp không thay đổi khi nhiệt độ, áp suất biến thiên. Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên $42^{\circ }\mathrm{C}$. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một chiếc xe bán tải chạy trên đường cao tốc Bắc - Nam hướng đi từ Hà Nội đến Thành phố Hồ Chí Minh trong một ngày mùa hè. Xe đi vào sáng sớm với nhiệt độ ngoài trời là $27^{\circ }\mathrm{C}$. Thể tích khí chứa trong mỗi lốp xe là $120\mathrm{L}$ và áp suất trong các lốp xe là $240\mathrm{kPa}$. Coi gần đúng nhiệt độ của không khí trong lốp xe bằng với nhiệt độ ngoài trời.

Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle được bố trí như hình vẽ bên dưới. Kết quả thí nghiệm được nhóm học sinh ghi lại như bảng bên dưới. Lấy $1\mathrm{Bar}=10^5$ Pa. Căn cứ vào các số liệu thí nghiệm, số mol của lượng khí chứa trong xi lanh có giá trị xấp xỉ bằng

Trong thực tế, áp suất không khí trong lốp xe thường được đo bằng đơn vị PSI (Pounds per Square Inch). Đây là thông số quan trọng giúp đảm bảo an toàn khi vận hành. Khi đứng yên, một lốp sau của xe ôtô chứa không khí (coi như khí lý tưởng) ở áp suất 30 Psi ở nhiệt độ $27^{\circ }\mathrm{C}$. Khi xe chạy nhanh, làm nhiệt độ không khí trong lốp tăng đến $67^{\circ }\mathrm{C}$; đồng thời thể tích lốp tăng 0,5\% so với ban đầu. Biết rằng, trong quá trình xe chạy nhanh, khối lượng không khí trong lốp được coi là không đổi. Tính áp suất mới của khí trong lốp theo đơn vị Psi (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Trong một tình huống sản xuất thực tế, máy nén bơm liên tục ở công suất cao vào bình chứa (vẫn đang chứa khí ban đầu ở 1 atm, $27^{\circ }\mathrm{C}$). Việc nén nhanh khiến khối khí trong bình không kịp tản nhiệt, làm nhiệt độ toàn bộ không khí trong bình tăng lên và đạt mức $87^{\circ }\mathrm{C}$. Bình chứa được trang bị một van an toàn tự động, van này sẽ lập tức bật mở xả khí khi áp suất chạm ngưỡng 12 atm. Để van an toàn bắt đầu bật mở, máy nén phải thực hiện ít nhất bao nhiêu chu trình nén (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Ở chế độ bảo dưỡng, máy nén hoạt động rất chậm nên nhiệt độ khí trong bình chứa được hệ thống tản nhiệt giữ không đổi bằng đúng nhiệt độ khí quyển ($27^{\circ }\mathrm{C}$). Sau khi máy nén thực hiện trọn vẹn 75 chu trình nén, áp suất khí trong bình chứa lúc này đạt mức bao nhiêu atm (làm tròn kết quả đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?

Trong quá trình hít vào, cơ hoành và cơ liên sườn của một người co lại, mở rộng khoang ngực và hạ thấp áp suất không khí bên trong để không khí đi vào qua miệng, mũi đến phổi. Giả sử phổi của một người chứa 5500 ml không khí ở áp suất bằng áp suất khí quyển $1,01\cdot 10^5$ Pa và nhiệt độ $37^{\circ }\mathrm{C}$ (xem như không đổi). Cho $N_A=6,02\cdot 10^{23}$ phân tử/mol.

Biết không khí trong môi trường sống có nhiệt độ $0^{\circ }\mathrm{C}$ và thể tích mol $22,4$ lít/mol, thể tích không khí mà vận động viên hít vào khi hít sâu là $2,73$ lít. Nhiệt độ phổi của vận động viên luôn ở mức $37^{\circ }\mathrm{C}$. Khi hít vào, không khí được đẩy vào phổi có nhiệt độ $37^{\circ }\mathrm{C}$ sau khi qua mũi, họng, đồng thời nhanh chóng đạt được sự cân bằng áp suất bên trong và bên ngoài. Biết chênh lệch áp suất của không khí bên trong và bên ngoài phổi tối đa mà vận động viên chịu được là 150 mmHg.

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)?

Chạy bộ vào mỗi buổi sáng là hoạt động luyện tập rất tốt cho sức khỏe. Trung bình, một người khi chạy bộ sẽ cần hít vào một lượng khí xác định trong mỗi nhịp thở. Giả sử ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất $1,013\cdot 10^5$ Pa và nhiệt độ $0^{\circ }$C), khối lượng không khí hít vào mỗi nhịp thở là $1$ g. Biết khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn là $1,29$ kg/m${}^3$ và coi khối lượng không khí hít vào trong mỗi nhịp thở là bằng nhau. Tính thể tích không khí cần hít vào trong mỗi nhịp thở khi người đó chạy bộ ở nơi có áp suất $100$ kPa và nhiệt độ $20^{\circ }$C theo đơn vị mL (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị). Đáp án: $\underline{\acute{a}dsadsadd}$