khi nén không khí trong 1 chiếc bơm xe đạp thì điều gì sẽ xảy ra?
Định luật, nguyên lí vật lý nào cho phép giải thích hiện tượng chất khí nóng lên khi bị nén nhanh (ví dụ không khí bị nén trong chiếc bơm xe đạp)?
A. Định luật bảo toàn cơ năng
B. Nguyên lí I nhiệt động lực học
C. Nguyên lí II nhiệt động lực học
D. Định luật bảo toàn động lượng
Đáp án: B
Nguyên lý I của nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: DU = Q + A
Q là nhiệt lượng trao đổi giữa hệ và môi trường: Q > 0 khi hệ nhận nhiệt, Q < 0 khi hệ tỏa nhiệt.
A là công do hệ thực hiện, A > 0 khi hệ nhận công, A < 0 khi hệ sinh công
Như vậy khi chất khí bị nén nhanh thì chất khí nhận công:
A > 0 → Q < 0 → chất khí nóng lên nhanh.
Người ta dùng bơm để nén khí vào một bánh xe đạp sau 30 lần bơm diện tích tiếp xúc với mặt đất phẳng là 60cm3. Vậy sau 20 lần bơm nữa thì diện tích tiếp xúc sẽ là bao nhiêu? Cho rằng thể tích săm xe không đổi, lượng khí mỗi lần bơm là như nhau. Cho rằng nhiệt độ không đổi.
V0 thể tích mỗi lần bơm, p0 là áp suất khí quyển, V là thể tích săm xe ,trọng lượng phần xe đạp tác dụng lên bánh xe đang bơm là F, Ta có: F = p 1 .60 = p 2 . S
Với p1 và p2 là áp suất đầu và sau khi bơm tiêm, S là diện tích tiếp xúc sau khi bơm thêm 20 lần. Vậy S = 60. p 1 p 2 (1)
Theo định luật Bôi lơ – Ma ri ốt
{ 30 v 0 p 0 = v p 1 50 v 0 p 0 = v p 2 ⇒ 30 50 = p 1 p 2 = 3 5 ( 2 )
Thay (2) vào (1) ta có
S = 3 5 60 = 36 c m 2
Người ta dùng bơm đê nén khí vào một bánh xe đạp sau 30 lần bơm diện tích tiếp xúc với mặt đất phẳng là 60 cm 3 . Vậy sau 20 lần bơm nữa thì diện tích tiếp xúc sẽ là bao nhiêu? Cho rằng thể tích săm xe không đổi, lượng khí mỗi lần bơm là như nhau. Cho rằng nhiệt độ không đổi.
V 0 thể tích mỗi lần bơm, po là áp suất khí quyển, V là thể tích săm xe ,trọng lượng phần xe đạp tác dụng lên bánh xe đang bơm là F, Ta có: F = p 1 .60 = p 2 .S
Với p 1 và p 2 là áp suất đầu và sau khi bơm tiêm, S là diện tích tiếp xúc sau khi bơm thêm 20 lần.
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 = 10 5 Pa.
Trạng thái đầu: p 1 = p a ; V 1 = V; T 1
Trong đó p a là áp suất khí quyển.
Trạng thái cuối: p 2 = p a + p = p a + F/S ; V 2 = V/4 ; T 2 = T 1
Trong đó p là áp suất gây ra bởi lực F của tay; S là diện tích của pit-tông:
S = π d 2 /4
Dùng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tính được:
F = 3 p a . π d 2 /4 ≈ 212(N)
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 = 10 5 P a . Chọn đáp án đúng.
A. 415N
B. 154N
C. 352N
D. 212N
Chọn 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)
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 = 10 5 Pa. Chọn đáp án đúng.
A. 415N
B. 154N
C. 352N
D. 212N
Chọn D.
Trạng thái đầu: p 1 = p a ; V 1 = V ; T 1
Trong đó pa là áp suất khí quyển.
Trạng thái cuối:
p 2 = p a + p = p a + F / S ; V 2 = V / 4 ; T 2 = T 1
Trong đó p là áp suất gây ra bởi lực F của tay; S là diện tích của pit-tông: S = πd 2 /4
Dùng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt:
p 1 V 1 = p 2 V 2 ↔ C.V = (pa + F/S). V/4
→ F = 3.pa.π.d2/4 ≈ 212(N)
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 = 10 5 Pa. Chọn đáp án đúng.
A. 415N
B. 154N
C. 352N
D. 212N
Chọn D.
Trạng thái đầu: p 1 = p a ; V 1 = V; T1.
Trong đó pa là áp suất khí quyển.
Trạng thái cuối: p 2 = p a + p = p a + F/S;
V2 = V/4; T 2 = T 1 .
Trong đó p là áp suất gây ra bởi lực F của tay; S là diện tích của pit-tông: S = π d 2 /4
Dùng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt:
p 1 . V 1 = p 2 . V 2 ↔ p a .V = ( p a + F/S). V/4
→ F = 3. p a .π. d 2 /4 ≈ 212(N)
Có ba quả bóng bay giống nhau về kích thước và khối lượng. Lần lượt bơm cùng thể tích mỗi khí H2, CO2, O2 vào từng quả bóng bay trên. Điều gì sẽ xảy ra khi thả ba quả bóng bay đó trong không khí?
Khi thả ba quả bóng bay vào không khí chỉ có quả bóng bay chứa khí H2 là bay được lên, còn quả bóng chứa khí O2 và quả bóng chứa khí CO2 đều rơi xuống mặt đất. Do khí H2 nhẹ hơn không khí còn khí O2 và khí CO2 đều nặng hơn không khí.
Quả bóng bay lên được => Bơm khí H2 (khí hidro nhẹ hơn không khí)
2 quả bóng không bay lên được => Bơm khí O2 hoặc CO2 (do khí oxi, cacbonic nặng hơn không khí)