50 câu trắc nghiệm Chất khí có lời giải chi tiết (nâng cao) - Vật Lí lớp 10

---

50 câu trắc nghiệm Chất khí có lời giải chi tiết (nâng cao)

Với 50 câu trắc nghiệm Chất khí có lời giải chi tiết (nâng cao) Vật Lí lớp 10 tổng hợp 50 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Chất khí từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 10.

Bài 1: Lượng chất (số mol) chứa trong 924g khí CO2 và số phân tử chứa trong 0,45kg nước lần lượt là:

A. 21 mol; 1,5.10²⁵ phân tử

B. 25 mol; 4,5.10²⁶ phân tử

C. 23 mol; 3,5.10²⁶ phân tử

D. 26 mol; 2,5.10²⁵ phân tử

Lời giải:

Đáp án: A

Phân tử gam của CO2 là 44 gam

Bài 2: Tỉ số khối lượng phân tử nước và khối lượng nguyên tử cacbon 12.

A. 2/5.

B. 1/3

C. 3/2

D. 4/3

Lời giải:

Đáp án: C

Bài 3: Tính số phân tử chứa trong 1,2kg không khí nếu coi không khí có 22% là oxi và 78% là khí nito. Chọn đáp án đúng.

A. 1,523.1025 phân tử

B. 4,235.1025 phân tử

C. 3,565.1026 phân tử

D. 250,9.1023 phân tử

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 4: Ở điều kiện tiêu chuẩn 22,4 lít chứa 6,02.10²³ phân tử oxi. Coi các phân tử oxi như những quả cầu bán kính 10-10m. Thể tích riêng của các phân tử oxi nhỏ hơn bao nhiêu lần thể tích bình chứa khí?

A. 8686 lần

B. 6664 lần

C. 8883 lần

D. 9999 lần

Lời giải:

Đáp án: C

Thể tích của một phân tử khí ôxi là

Thể tích của 6,02.10²³ phân tử khí oxi :

Thể tích của bình chứa

Vậy thể tích của các phân tử khí ôxi nhỏ chỉ bằng 1,126.10^-4 lần thể tích của bình chứa.

Tức là thể tích riêng của các phân tử oxi nhỏ hơn thể tích bình chứa khí 8883 lần.

Bài 5: Một bình kín chứa N= 3,01.10²³ phân tử khí heli. Biết nhiệt độ khí là 0^oC và áp suất khí trong bình là 1atm (1,013.105Pa). Hỏi thể tích của bình là bao nhiêu?

A. 11,2 lít

B. 22,1 lít

C. 21,2 lít

D. 11,9 lít

Lời giải:

Đáp án: A

Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất như trên (đktc), thể tích của 1 mol He là V0 = 22,1 lít. Vì lượng khí He trong bình chỉ là N/NA = 0,5 mol nên thể tích của bình là :

Bài 6: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9 lít đến thể tích 6 lít thì thấy áp suất tăng lên một lượng Δp = 40 kPa. Áp suất ban đầu của khí là:

A. 50kPa

B. 80 kPa

C. 60 kPa

D. 90 kPa

Lời giải:

Đáp án: B

Với quá trình đẳng nhiệt:

Bài 7: Một bơm tay có chiều cao h = 50 cm, đường kính d = 5 cm. Người ta dùng bơm này để đưa không khí vào trong săm xe đạp. Hỏi phải bơm bao nhiêu lâu để đưa vào săm 7 lít khí có áp suất 5.10⁵ N/m². Biết thời gian mỗi lần bơm là 2,5s và áp suất ban đầu của săm bằng áp suất khí quyển bằng 10⁵ N/m²; trong khi bơm xem như nhiệt độ của không khí không đổi. Chọn đáp án đúng.

A. 89 s

B. 80 s

C. 70 s

D. 99 s

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 8: Người ta bơm không khí áp suất 1 atm, vào bình có dung tích 10 lít. Tính áp suất khí trong bình sau 50 lần bơm. Biết mỗi lần bơm, bơm được 250 cm³ không khí. Trước khi bơm đã có không khí 1 atm trong bình và trong khi bơm nhiệt độ không khí không đổi.

A. 2,5 atm.

B. 3,25 atm.

C. 4,5 atm.

D. 2,25 atm.

Lời giải:

Đáp án: D

Tổng thể tích không khí ở áp suất p₁ = 1 atm (bao gồm cả 10 lít không khí 1atm có trong bình lúc đầu): V₁ = N.V_bơm + 10 = 50.0,25 + 10 = 22,5 lít.

Quá trình bơm hơi được coi là đẳng nhiệt, khí trong bình sau 50 lần bơm có áp suất là p₂

→ Áp suất trong bình sau 50 lần bơm:

Bài 9: Biết thể tích của một lượng khí không đổi. Lượng khí này ở 0 ⁰C có áp suất 5 atm. Tính áp suất của nó ở 137 ⁰C. Cần đun nóng lượng khí này ở 10 ⁰C lên bao nhiêu độ để áp suất của nó tăng lên 4 lần. Chọn đáp án đúng.

A. p₂ = 7,5 atm và T₃ = 859 ^oC

B. p₂ = 7,9 atm và T₃ = 659 ^oC

C. p₂ = 9,5 atm và T₃ = 959 ^oC

D. p₂ = 6,5 atm và T₃ = 559 ^oC

Lời giải:

Đáp án: A

Qua trình đun nóng khí là quá trình đẳng tích.

Áp suất ở 137 ⁰C (410 K):

Cần đun nóng lượng khí này ở T’1 = 10 ^oC lên nhiêu độ T₃ để áp suất của nó tăng lên 4 lần

→Nhiệt độ cần đun nóng để áp suất tăng 4 lần:

Bài 10: Một bình được nạp khí ở 57 ₀C dưới áp suất 280 kPa. Sau đó bình di chuyển đến một nơi có nhiệt độ 87 ₀C. Tính độ tăng áp suất của khí trong bình.

A. 55,5 kPa

B. 65,5 kPa

C. 35,45 kPa

D. 25,45 kPa.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Với quá trình đẳng tích:

Bài 11: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 27 0C và dưới áp suất 0,64 atm. Khi đèn cháy sáng áp suất khí trong bóng đèn là 1,28 atm. Nhiệt độ trong bóng đèn khi đèn cháy sáng là:

A. 367 ⁰C.

B. 527 ⁰C.

C. 327 ⁰C.

D. 467 ⁰C.

Lời giải:

Đáp án: C

Quá trình diễn ra là quá trình đẳng tích.

→ Nhiệt độ trong bóng đèn khi đèn cháy sáng:

Bài 12: Một quả bóng bay chứa khí hyđrô buổi sáng ở nhiệt độ 20 ⁰C có thể tích 2500 cm₃. Tính thể tích của quả bóng này vào buổi trưa có nhiệt độ 35 ⁰C. Coi áp suất khí quyển trong ngày không đổi.

A. 5648 cm³.

B. 2628 cm³.

C. 3698 cm³.

D. 2988 cm³

Lời giải:

Đáp án: B

Vì áp suất khí quyển trong ngày không đổi nên ta coi đây là quá trình đẳng áp.

→ Thể tích quả bóng vào buổi trưa:

Bài 13: Trong xi lanh của một động cơ đốt trong có 2,2 dm³ hỗn hợp khí dưới áp suất 1 atm và nhiệt độ 67 ⁰C. Pit-tông nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí còn 0,36 dm³ và áp suất suất tăng lên tới 14,2 atm. Tính nhiệt độ của hỗn hợp khí nén.

A. 367 ⁰C.

B. 517 ⁰C.

C. 525 ⁰C.

D. 427 ⁰C.

Lời giải:

Đáp án: B

Sử dụng phương trình trạng thái ta có:

→ Nhiệt độ của hỗn hợp khí nén:

Bài 14: Một lượng không khí bị giam trong quả cầu đàn hồi có thể tích 2,5 lít ở nhiệt độ 20 ⁰C và áp suất 99,75 kPa. Khi nhúng quả cầu vào trong nước có nhiệt độ 5 ⁰C thì áp suất của không khí trong đó là 2.10⁵ Pa. Hỏi thể tích của quả cầu giảm đi bao nhiêu?

A. 1,3 lít.

B. 3,3 lít.

C. 1,9 lít

D. 4,3 lít

Lời giải:

Đáp án: A

Phương trình trạng thái:

Bài 15: Một bình đựng chất khí có thể tích 2 lít, áp suất 15 atm và nhiệt độ 27 ,⁰C. Áp suất của khối khí khi hơ nóng đẳng tích khối khí đó đến nhiệt độ 127 ⁰C là p₂. Nhiệt độ khối khí khi nén khối khí đến thể tích 200 cm³ và áp suất 18 atm là T₃. Giá trị của p₂ và T₃ lần lượt là:

A. p₂ = 20 atm, T_{3 = -273 ^oC}

B. p₂ = 10 atm, T_{3 = -203 ^oC}

C. p₂ = 25 atm, T_{3 = -293 ^oC}

D. p₂ = 30 atm, T_{3 = -179 ^oC}

Lời giải:

Đáp án: A

Khi hơ nóng đẳng tích từ T₁ = 27 + 273 = 300 K đến nhiệt độ T₂ = 127 + 273 = 400 K ta được:

Sử dụng phương trình trạng thái cho quá trình sau ta được:

Nhiệt độ sau khi nén:

Bài 16: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế được 40 cm³ khí hiđrô ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 20 ⁰C. Tính thể tích của lượng khí trên ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 0 ⁰C).

A. 39,9 cm³.

B. 30,1 cm³

C. 36,8 cm³

D. 4,3 lít

Lời giải:

Đáp án: C

Sử dụng phương trình trạng thái cho quá trình.

→ Thể tích của lượng khí ở điều kiện tiêu chuẩn:

Bài 17: Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phan-xi-păng cao 3140 m. Biết rằng mỗi khi cao thêm 10 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là 2 ⁰C. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 0 ⁰C) là 1,29 kg/m³. Chọn đáp án đúng.

A. 0,95 kg/m³.

B. 1,05 kg/m³

C. 0,75 kg/m³

D. 1,55 kg/m³

Lời giải:

Đáp án: C

Áp suất khí quyển tại đỉnh núi là: p₁ = p₀ – 3140/10 = 446 mmHg

Phương trình trạng thái:

Bài 18: Một phòng có kích thước 8 m x 5 m x 4 m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện tiêu chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10 ⁰C, trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính khối lượng không khí còn lại trong phòng. Biết khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 0 ⁰C) là 1,29 kg/m³.

A. 284,46 kg.

B. 204,346 kg

C. 294,46 kg

D. 254,361 kg

Lời giải:

Đáp án: B

Thể tích của phòng: V0 = 8.5.4 = 160 m³

Sử dụng phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép

Bài 19: Trên hệ trục tọa độ OpT, một khối lượng khí chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) như hình vẽ. Hãy so sánh các thông số của hai trạng thái của khối khí đó. Chọn đáp án đúng.

A. p₂ < p₁; T₂ < T₁ và V₂ < V₁.

B.p₂ < p₁; T₁ < T₂ và V₁ < V₂.

C.p₂ < p₁; T₂ < T₁ và V₂ = V₁.

D. p₁ < p₂; T₂ = T₁ và V₁ < V₂.

Lời giải:

Đáp án: A

Từ các trạng thái (1) và (2) dựng các đường vuông góc với các trục Op và OT để xác định áp suất và nhiệt độ của các trạng thái ta thấy: p₂ < p₁; T₂ < T₁.

Vẽ các đường đẳng tích ứng với các trạng thái (1) và (2) (đi qua gốc tọa độ O).

Vẽ đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ T’ bất kỳ (vuông góc với trục OT), đường đẳng nhiệt này cắt các đường đẳng tích tại các điểm 1 và 2, từ 1 và 2 xác định p’₁ và p’₂; với quá trình đẳng nhiệt (ứng với nhiệt độ T’) ta có:

p’₁V₁ = p’₂V₂; vì p’₁ < p’₂ → V₂ < V₁.

Bài 20: Biết khối lượng riêng của không khí ở 0 ⁰C và 1,01.10⁵ Pa là 1,29 kg/m³. Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 100 ⁰C và áp suất 2.10⁵ Pa.

A. 1,17kg/m³

B. 3,25kg/m³

C. 2,57kg/m³

D. 1,87kg/m³

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 21: Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5cm². Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bật ra ? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.10⁴Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -30⁰C.Chọn đáp án đúng.

A. 219⁰C

B. 209⁰C

C. 129⁰C

D. 159⁰C

Lời giải:

Đáp án: C

Trước khi nút bật ra, thể tích khí trong chai không đổi và quá trình đun nóng là quá trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra, áp lực không khí trong chai tác dụng lên nút phải lớn hơn áp lực của khí quyển và lực ma sát:

Do đó:

Vì quá trình là đẳng tích nên:

Phải đun nóng tới nhiệt độ ít nhất là T₂ = 402 K hoặc t₂ = 129⁰C.

Bài 22: Một bọt khí ở đáy hồ sau 8m nổi lên đến mặt nước. Hỏi thể tích của bọt tăng lên bao nhiêu lần? Lấy g = 10 m/s².

A. 1,8 lần

B. 1,1 lần

C. 2,8 lần

D. 3,1 lần

Lời giải:

Đáp án: A

Trên mặt nước, áp suất của bọt khí bằng đúng áp suất khí quyển (tức là bằng p₀ = 10⁵Pa), thể tích bọt khí là V₀. Ở độ sâu 8m thể tích bọt khí là V, áp suất bọt khí là:

p = p₀ + p_n = 10⁵ + 10³.10.8 = 1,8.10⁵ Pa.

Coi nhiệt độ không đổi, ta có: .

Vậy thể tích bọt khí tăng lên 1,8 lần.

Bài 23: Có hai bình chứa hai loại khí khác nhau có thể tích lần lượt là V₁ = 3 lít và V₂ = 4,5 lít. Các bình được nối thông với nhau bằng một ống nhỏ có khóa K. Ban đầu, khóa K đóng, áp suất trong các bình là p₁ = 1,6 atm và p₂ = 3,4 atm. Mở khóa K nhẹ nhàng để khí trong hai bình thông với nhau sao cho nhiệt độ không đổi, tính áp suất của hỗn hợp khí khi đó. Coi hai khí không xảy ra tác dụng hóa học khi tiếp xúc.

A. 3,8 lần

B. 5,0 atm

C. 2,68 atm

D. 3,15 atm

Lời giải:

Đáp án: C

Khi khóa K mở (bình đã thông nhau). Gọi p'₁ và p'₂ là áp suất riêng phần của chất khí thứ nhất và thứ hai.

Khi đó áp suất của hỗn hợp khí trong bình là: (1)

Xét chất khí trong bình A và B khi khóa K đóng và mở.

Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt ta có: (2)

Bài 24: Một ống nhỏ dài, tiết diện đều (S), một đầu kín, một đầu hở lúc đầu ống đặt thẳng đứng, miệng ống ở trên. Trong ống về phía đáy có cột không khí dài l₁=30cm ngăn cách với bên ngoài bằng cột thủy ngân dài h = 15cm. Áp suất khí quyển là 76cmHg và nhiệt độ không đổi. Tính chiều cao của cột không khí chứa trong ống trong trường hợp ống đặt thẳng đứng, miệng ở dưới.

A. 44,75cm

B. 54,15cm

C. 49,75cm

D. 41,15cm

Lời giải:

Đáp án: A

Gọi và là các áp suất, thể tích của cột không khí trong ống tương ứng với miệng ống ở phía trên và phía dưới.

Ta có: p₁ = p₀ + pHg = (76 + 15)cmHg = 91cmHg; V₁ = l₁.S

p₂ = p0 – pHg = (76 – 15)cmHg = 61cmHg; V₂ = l₂.S

Khối khí trong ống không đổi và nhiệt độ không đổi nên theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt:

p₁.V₁ = p₂.V₂ ↔ V₂/V₁ = p₁/p₂ = 91/61 → l₂/l₁ = 91/61 → l₂ = 44,75cm

Bài 25: Một ống nhỏ dài, tiết diện đều (S), một đầu kín, một đầu hở lúc đầu ống đặt thẳng đứng, miệng ống ở trên. Trong ống về phía đáy có cột không khí dài l₁ =30cm ngăn cách với bên ngoài bằng cột thủy ngân dài h = 15cm. Áp suất khí quyển là pa = 76cmHg và nhiệt độ không đổi. Tính chiều cao của cột không khí chứa trong ống trong trường hợp ống đặt nằm ngang.

A. 39,9 cm

B. 36,9 cm

C. 45,9 cm

D. 35,9 cm

Lời giải:

Đáp án: D

Gọi p₁,V₁ và p₂,V₂ là các áp suất, thể tích của cột không khí trong ống tương ứng với miệng ống ở phía trên và ống nằm ngang.

Ống thẳng đứng, miệng ở phía trên: p₁ = p0 + pHg = (76 + 15) cmHg = 91 cmHg;

Thể tích của cột không khí: V₁ = l₁.S

Khi ống nằm ngang cột thủy ngân không có tác dụng lên cột không khí nên:

p₂ = pa = 76cmHg

Khối khí trong ống không đổi và nhiệt độ không đổi nên theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: p₁ .V₁ = p₂.V₂ ⇔ V₂/V₁ = p₁/p₂ = 91/76 → l₂/l₁ = 91/76 → l₂ = 35,9 cm

Bài 26: Đun nóng đẳng tích một khối khí thêm 20oC thì áp suất khí tăng thêm 1/40 áp suất khí ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của khí là:

A. 517^oC

B. 327^oC

C. 527^oC

D. 551^oC

Lời giải:

Đáp án: C

Gọi p₁, T₁ là áp suất và nhiệt độ khí lúc đầu; p₂, T₂ là áp suất và nhiệt độ khí lúc cuối.

Theo định luật Sác-lơ: ; Với:

Thay p₂ và T₂ vào ta được:

Hay t₁ = 800 – 273 = 527 ^oC

Bài 27: Đun nóng đẳng áp một khối khí lên 47^oC thì thể tích khí tăng thêm 1/10 thể tích khí lúc đầu. Nhiệt độ ban đầu của khí là:

A. 17,9^oC

B. 32,7^oC

C. 52,7^oC

D. 55,1^oC

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 28: Một bình cầu chứa không khí được ngăn cách với không khí bên ngoài bằng giọt thủy ngân có thể dịch chuyển trong ống nằm ngang. Ống có tiết diện S = 0,1cm². Biết ở 0^oC, giọt thủy ngân cách mặt bình cầu là l₁ = 30cm và ở 5oC giọt thủy ngân cách bình cầu là l₂ = 50cm. Cho rằng thể tích vỏ coi như không đổi, thể tích bình cầu là:

A. V = 106,2 cm²

B. V = 236,5 cm²

C. V = 156,2 cm²

D. V = 136,5 cm²

Lời giải:

Đáp án: A

Vì khi giọt thủy ngân nằm cân bằng ở cả hai vị trí thì áp suất khí trong bình vẫn bằng áp suất khí quyển, dó đó theo định luật Gay-Luyt-xắc ta có:

→ thể tích của bình (phần hình cầu): V = 106,2 cm²

Bài 29: Nén 24 lít khí ở nhiệt độ 27^oC cho thể tích của nó chỉ còn là 8 lít. Vì nén nhanh khí bị nóng lên đến 77^oC. Hỏi áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần?

A. 4 lần

B. 2,3 lần

C. 3,5 lần

D. 5 lần

Lời giải:

Đáp án: C

Bài 30: Một bình bằng thép dung tích 62 lít chứa khí hiđrô ở áp suất 4,5Mpa và nhiệt độ 27^oC. Dùng bình này bơm được bao nhiêu quả bóng bay, dung tích mỗi quả 8,5 lít, tới áp suất 1,05.10⁵ Pa. Nhiệt độ khí trong bóng bay là 13^oC.

A. 191 quả

B. 298 quả

C. 291 quả

D. 299 quả

Lời giải:

Đáp án: C

Ở nhiệt độ 13oC và áp suất 1,05.10₅Pa, thể tích lượng khí hyđrô là:

Số bóng bay bơm được:

Bài 31: Một bình chứa 4,8 lít khí hiđrô ở 5.10⁵ Pa ở 14 ^oC. Người ta tăng nhiệt độ của khí lên tới 26^oC. Vì bình không thật kín nên có một phần khí thoát ra ngoài và áp suất trong bình không thay đổi. Biết khối lượng mol của hiđrô là μ = 2.10^-3 kg/mol. Khối lượng khí thoát ra ngoài là:

A. 9,09.10^-5 kg

B. 7,08.10^-5 kg

C. 10,7.10^-5 kg

D. 8,07.10^-5 kg

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 32: Ở nhiệt độ T₁, áp suất p₁, khối lượng riêng của một chất khí là ρ₁. Lập biểu thức của khối lượng riêng của chất khí đó ở nhiệt độ T₂, áp suất p₂. Chọn đáp án đúng.

Lời giải:

Đáp án: A

Gọi m là khối lượng của khối khí.

Theo phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép, ta suy ra:

Ở trạng thái (1) và (2) ta có:

Lập tỉ số:

Bài 33: Một bình chứa khí hyđrô nén, thể tích 10 lít, nhiệt độ 7^oC, áp suất 50aT_m. Khi nung nóng bình, vì bình hở nên một phần khí thoát ra ngoài; phần khí còn lại có nhiệt độ 17^oC còn áp suất vẫn như cũ. Tính khối lượng hyđrô đã thoát ra ngoài.

A. 1,89g

B. 2,32g

C. 4,78g

D. 1,47g

Lời giải:

Đáp án: D

Gọi khối lượng khí trong bình trước và sau khi nung là m₁, m₂ .

Áp dụng phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép, ta có:

Suy ra độ biến thiên khối lượng khí trong bình là:

Dấu "–" cho biết khí thoát bớt ra khỏi bình.

Bài 34: Đồ thị hình vẽ bên cho biết một chu trình biến đổi trạng thái của một khối khí lí tưởng, được biểu diễn trong hệ tọa độ (V, T). Đồ thị nào dưới đây biểu diễn đúng chu trình biến đổi này trong các hệ tọa độ (p, V) và (p, T).

Lời giải:

Đáp án: B

Từ đồ thị (V, T) ta có các nhận xét:

Quá trình (1) (2) là khí giãn nở đẳng áp

(2) (3) là nén đẳng nhiệt

(3) (1): đẳng tích, nhiệt độ giảm.

Do vậy chỉ có đồ thị B biểu diễn đúng các quá trình.

Bài 35: Một chiếc lốp ô tô chứa không khí ở áp suất 5,5bar và nhiệt độ 27^oC. Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 52^oC. Áp suất của không khí trong lốp xe lúc này là:

A. 6,96 bar

B. 4,96 bar

C. 7,96 bar

D. 5,96 bar

Lời giải:

Đáp án: D

Coi thể tích không khí trong lốp ôtô không đổi.

Theo định luật Sác-lơ ta có:

Với

Thay số:

Bài 36: Một lượng khí khối lượng 15kg chứa 5,64.10²⁶ phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hidro và cacbon. Biết một mol khí có NA = 6,02.10²³ phân tử. Khối lượng của nguyên tử cacbon và hidro trong phân tử khí này là:

A. 6,64.10^-27kg và 2.10^-26kg

B. 3,24.10^-27kg và 2,9.10^-26kg

C. 1,64.10^-27kg và 2,6.10^-26kg

D. 6,4.10^-27kg và 2,9.10^-26kg

Lời giải:

Đáp án: A

Số mol khí: n = N/NA (N là số phân tử khí)

Mặt khác, n = m/μ. Do đó: kg/mol (1)

Trong các khí có hiđrô và cácbon thì CH4 có: kg/mol (2)

Từ (2) và (1) ta thấy phù hợp.Vậy khí đã cho là CH4.

Khối lượng của nguyên tử hiđrô trong phân tử CH4 là:kg.

Khối lượng của nguyên tử cacbon trong phân tử CH4 là:kg.

Bài 37: Một bình chứa kín một chất khí ở nhiệt độ 57oC và áp suất 30aT_m. Người ta cho 2/3 lượng khí thoát ra khỏi bình và hạ nhiệt độ xuống còn 41oC. Tính áp suất của khí còn lại trong bình. Coi thể tích của bình chứa không thay đổi khi hạ nhiệt độ. Chọn đáp án đúng.

A. 6,98 aT_m

B. 10,1 aT_m

C. 7,66 aT_m

D. 5,96 aT_m

Lời giải:

Đáp án: B

Ban đầu, lúc chưa làm thoát khí ta có: (1)

Khi làm thoát khí, lượng khí còn lại trong bình là

Ta có: (2)

Lập tỉ số

Bài 38: Ở chính giữa một ống thủy tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100cm, hai đầu bịt kín có một cột thủy ngân dài h = 20cm. Trong ống có không khí. Khi đặt ống thẳng đứng cột thủy ngân dịch chuyển xuống dưới một đoạn l = 10cm. Coi nhiệt độ không khí trong ống không đổi. Áp suất của không khí trong ống khi ống nằm ngang ra cmHg

A. 37,5cmHg

B. 32,5cmHg

C. 47,5cmHg

D. 31,5cmHg

Lời giải:

Đáp án: A

Trạng thái 1 của mỗi lượng khí ở hai bên cột thuỷ ngân (ống nằm ngang)

Trạng thái 2 (ống đứng thẳng).

+ Đối với lượng khí ở trên cột thuỷ ngân:

+ Đối với lượng khí ở dưới cột thuỷ ngân:

Áp suất khí ở phần dưới bằng áp suất khí ở phần trên cộng với áp suất do cột thuỷ ngân gây ra. Do đó đối với khí ở phần dưới, ta có:

Áp dụng ĐL Bôilơ–Maríôt cho từng lượng khí. Ta có:

Bài 39: Một bóng thám không được chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,03aT_m và nhiệt độ 200K. Hỏi bán kính của bóng khi bơm, biết bóng được bơm khí ở áp suất 1 aT_m và nhiệt độ 300K ?

A. 3,75m

B. 3,45m

C. 4,75cm

D. 3,56m

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 40: Người ta bơm khí oxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000l. Sau nữa giờ bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24 ^oC và áp suất 765mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi giây. Coi quá trình bơm diễn ra một cách điều đặn. Khối lượng riêng không khí ở đktc là ρ₀ = 1,29 kg/m³. Chọn đáp án đúng.

A. 7,5g/s

B. 4,5g/s

C. 3,3g/s

D. 5,6g/s

Lời giải:

Đáp án: C

Sau t giây khối lượng khí trong bình là: m = ρ.ΔV.t = ρ.V.

Với ρ là khối lượng riêng của khí, ΔV là thể tích khí bơm vào sau mỗi giây, V là thể tích khí bơm vào sau t giây.

Bài 41: Một xi lanh có pittong cách nhiệt và nằm ngang. Pittong ở vị trí chia xi lanh thành hai phần bằng nhau, chiều dài của mỗi phần là 30cm. Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17^oC và áp suất 2 aT_m. Muốn pittong dịch chuyển 2cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu ?

A. 46,6K

B. 41,4K

C. 31,9K

D. 31,7K

Lời giải:

Đáp án: B

Đối với phần khí bị nung nóng:

+ Trạng thái đầu: p₁, V₁ = l.S, T₁ (1)

+ Trạng thái cuối: p₂, V₂ = (l + ∆l).S, T₂ (2)

Đối với phần khí không bị nung nóng:

+ Trạng thái đầu: p₁, V₁ = l.S, T₁ (1)

+ Trạng thái cuối: p’₂, V’₂ = (l - ∆l).S, T’₂ = T₁ (do pittong cách nhiệt nên nhiệt độ phần không nung không thay đổi).

Lượng khí trong mỗi phần bằng nhau và không đổi nên ta có:

Vì pittông ở trạng thái cân bằng nên:p'₁=p'₂ . Do đó:

Bài 42: Một lượng khí ở trong một xilanh thẳng đứng có pit-tông ở bên trong. Khí có thể tích 3 lít ở 27^oC. Biết diện tích tiết diện pit-tông S = 150cm², không có ma sát giữa pit-tông và xi lanh, pit-tông vẫn ở trong xi lanh và trong quá trình áp suất không đổi. Khi nung nóng đến 100^oC thì pit-tông được nâng lên một đoạn là:

A. 4,87 cm

B. 24,8 cm

C. 32,5 cm

D. 2,48 cm

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 43: Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 cm² và khoảng chạy 25 cm bơm một bánh xe đạp sao cho áp lực của bánh xe đạp lên mặt đường là 350 N thì diện tích tiếp xúc là 50 cm². Ban đầu bánh xe đạp chứa không khí ở áp suất khí quyển p₀ = 10⁵ Pa và có thể tích là V0 = 1 500 cm³. Giả thiết khi áp suất không khí trong bánh xe đạp vượt quá 1,5p0 thì thể tích của bánh xe đạp là 2000 cm³. Hỏi phải đẩy bơm bao nhiêu lần?. Chọn đáp án đúng.

A. 5 lần

B. 15 lần

C. 10 lần

D. 20 lần

Lời giải:

Đáp án: C

Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p₀ + p’

Với p’ = F/S = 350/0,005 = 0,7.10⁵ Pa; → p = 1,7.10⁵ Pa lớn hơn 1,5p₀ nên thể tích sau khi bơm là 2000 cm³.

Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 cm³ không khí ở áp suất p0 được đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n cm³ không khí được đưa vào bánh. Ban đầu có 1500 cm³ không khí ở áp suất p₀ trong bánh xe. Như vậy có thể coi:

Trạng thái 1: p₁ = p₀; V₁ = (1500 + 200n)

Trạng thái 2: p₂ = 1,7.10⁵ Pa; V₂ = 2000 cm³

Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tìm được n = 19/2 ≈ 10 lần

Bài 44: Một bình hình trụ đặt thẳng đứng có dung tích 8 lít và đường kính trong 20 cm, được đậy kín bằng một nắp có khối lượng 2 kg. Trong bình chứa khí ở nhiệt độ 100^oC dưới áp suất bằng áp suất khí quyển (10⁵ N/m²).Lây g = 10m/s². Khi nhiệt độ trong bình giảm xuống còn 20C thì muốn mở nắp bình cần một lực bằng:

A. 593,9N

B. 693,8N

C. 895,8N

D. 650,5N

Lời giải:

Đáp án: B

Xét lượng khí trong bình.

Trạng thái đầu: V₁ = 8 lít; T₁ = 100 + 273 = 373 K; p₁ = 10₅ N/m².

Trạng thái cuối: V₂ = 8 lít; T₂ = 20 + 273 = 293 K; p₂

Vì thể tích không đổi nên: p₁/T₁ = p₂/T₂ ⇒ p₂ = p1T2/T₁ = 7,86.10⁴ N/m²

Muốn mở nắp bình cần tác dụng vào nắp một lực thắng được trọng lượng của nắp và lực gây ra bởi sự chênh lệch áp suất giữa không khí bên ngoài và bên trong bình:

→ F = mg + S(p₁ - p₂) = mg + πd²(p₁ - p₂)/4 = 693,8N

Bài 45: Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới hai pit-tông bằng nhau. Dưới hai pit-tông có hai lượng khí như nhau ở nhiệt độ T₀, áp suất p₀. Nếu đun nóng một xilanh lên tới nhiệt độ T₁ đồng thời làm lạnh xilanh kia xuống nhiệt độ T₂, tính áp suất khí trong hai xilanh lúc này. Bỏ qua trọng lượng của pit-tông và thanh nối; coi ma sát không đáng kể; áp suất của khí quyển là pa. Chọn đáp án đúng.

Lời giải:

Đáp án: A

- Khí trong xi lanh bên trái

+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p₁; V₁; T₁.

Vì khối lượng khí không đổi nên: p₀.V₀/T₀ = p₁.V/T (1)

- Khí trong xi lanh bên phải

+ Trạng thái 1 (trước khi làm nguội): p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2 (sau khi làm nguội): p₂; V₁; T₂.

Khối lượng khí không đổi nên: ₀.V₀/T₀ = p₂.V₁/T₂ (2)

Vì pit-tông cân bằng nên: Ở trạng thái 1: 2pa = 2p₀; Ở trạng thái 2: 2p₀ = p₁ + p₂ (3)

Từ (1), (2), (3) suy ra:

Bài 46: Một bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3 cm. Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu vòi bơm và ấn pit-tông từ từ để nén không khí trong bơm sao cho nhiệt độ không thay đổi. Tính lực tác dụng lên pit-tông khi thể tích của không khí trong bơm giảm đi 4 lần. Lấy áp suất khí quyển là p_a= 10⁵ Pa. Chọn đáp án đúng.

A. 415N

B. 154N

C. 352N

D. 212N

Lời giải:

Đáp án: D

Trạng thái đầu: p₁ = pa; V₁ = V; T₁.

Trong đó pa là áp suất khí quyển.

Trạng thái cuối: p₂ = pa + p = pa + F/S; V₂ = V/4; T₂ = T₁.

Trong đó p là áp suất gây ra bởi lực F của tay; S là diện tích của pit-tông: S = πd²/4

Dùng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: p₁.V₁ = p₂.V₂ ↔ pa.V = (pa + F/S). V/4

→ F = 3.pa.π.d²/4 ≈ 212(N)

Bài 47: Một khí cầu có thể tích V = 336 m³ và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Không khí nóng phải có nhiệt độ bằng bao nhiêu để khí cầu bắt đầu bay lên?. Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 27^oC và áp suất 1 aT_m; khối lượng mol của không khí ở điều kiện chuẩn là 29.10³ kg/mol. Chọn đáp án đúng.

A. 118^oC

B. 108^oC

C. 208^oC

D. 308^oC

Lời giải:

Đáp án: B

Bài 48: Một ống thuỷ tinh được cắm lộn ngược vào một chậu chứa thuỷ ngân, bên trong ống chứa 40 cm³ không khí và một cột thuỷ ngân cao 8 cm so với mực thuỷ ngân trong chậu (Hình a). Người ta ấn sâu ống thủy tinh vào thủy ngân cho tới khi mực thủy ngân ở bên trong và bên ngoài ống bằng nhau (Hình b). Biết áp suất khí quyển là 75 cmHg. Thể tích của không khí còn lại bên trong ống thủy tinh là:

A. 25,7 cm³

B. 15,7 cm³

C. 45,7 cm³

D. 35,7 cm³

Lời giải:

Đáp án: D

Trạng thái đầu: V₁ = 40 cm3; p₁ = 75 – 8 = 67 cmHg.

Trạng thái cuối: V₂ cm³; p₂ = 75 cmHg.

Vì nhiệt độ không đổi nên ta có: pV₁ = p₂V₂ → V₂ = p₁V₁/p₂ ≈ 35,7 cm³

Bài 49: Một bình kín hình trụ đặt thẳng đứng được chia làm hai phần bằng một pittong nặng cách nhiệt, ngăn trên chứa 1 mol, ngăn dưới chứa 3 mol của cùng một chất khí. Nếu nhiệt độ ở hai ngăn đều bằng T₁ = 400K thì áp suất ở ngăn dưới gấp đôi áp suất ở ngăn trên. Nhiệt độ ngăn trên không đổi, ngăn dưới có nhiệt độ là bao nhiêu thì thể tích hai ngăn bằng nhau?

A. 3T₁/4.

B. 3T₁/5.

C. 5T₁/4.

D. T₁/4.

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 50: Hai bình có thể tích V₂ = 40 lít, V₂ = 10 lít thông với nhau bằng một ống có khóa ban đầu đóng. Khóa này chỉ mở nếu p₁ ≥ p₂ +10⁵ Pa; p₁, p₂ là áp suất khí trong hai bình. Ban đầu bình 1 chứa khí ở áp suất p₀ = 0,9.10⁵ Pa và nhiệt độ T₀ = 300K. Trong bình 2 là chân không. Người ta nung nóng đều hai bình từ T₀ đến T = 500K. Tới nhiệt độ nào thì khóa mở? Tính áp suất cuối cùng trong bình 2?. Chọn đáp án đúng.

A. T_m = 393 K, p = 0,9.10₅ Pa.

B. T_m = 593 K, p = 0,9.10₅ Pa

C. T_m = 333 K, p = 0,4.10₅ Pa

D. T_m = 383 K, p = 0,6.10₅ Pa.

Lời giải:

Đáp án: C