Bài tập tổng hợp về chất khí & cơ sở nhiệt động lực học

Bài tập tổng hợp về chất khí & cơ sở nhiệt động lực học Trắc nghiệm 1. Một người có khối lượng 60 kg nhảy từ cầu nhảy ở độ cao 5 m xuống một bể bơi. Độ biến thiên nội năng của nước trong bể bơi là: 2000 J B. 2500 J C. 3000 J D. 3500 J Bỏ qua các năng lượng hao phí thoat ra ngoài khối nước trong bể. Cho g = 10 m/s2. 2. Một cốc nhôm có khối lượng 100g chứa 300 g nước ở nhiệt độ 200C. Người ta thả vào cốc nước một chiếc thìa bằng đồng có khối lượng 75 g vừa được vớt ra từ một nồi nước sôi ở 1000C. Nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt là: 20,50C B. 21,70C C. 23,60C D. 25,40C Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.độ, của đồng là 380 J/kg.độ và của nước là 4,19.103 J/kg.độ 3. Một lượng khí được dãn từ thể tích V1 đến thể tích V2 ( V2 > V1 ). Trong quá trình nào lượng khí thực hiện công ít nhất. Trong quá trình đẳng tích rồi dãn đẳng áp. C. Trong quá trình dãn đẳng nhiệt rồi đẳng tích. Trong quá trình dãn đẳng áp rồi đẳng nhiệt. D. Trong quá trình dãn đẳng nhiệt rồi đẳng áp 4. Một lượng khí lý tưởng ở trạng thái 1 có thể tích V1, áp suất p1 dãn đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có thể tích V2 = 2V1 và áp suất p2 = p1/2. Sau đó dãn đẳng áp đến trạng thái 3 có thể tích V3 = 3V1 Thì: A. Công mà khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 là lớn nhất. B. Công mà khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái 2 sang trạng thái 3 là lớn nhất. C. Công mà khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 là bằng nhau. D. Chưa đủ điều kiện để kết luận vì không biết giá trị áp suất, nhiệt độ và thể tích ban đầu của khí. 5. Một lượng khí lý tưởng có thể tích ban đầu là V1 = 1lít và áp suất là p1 = 1 atm được dãn đẳng nhiệt đến thể tích V2 = 2lít. Sau đó người ta làm lạnh khí, áp suất của khí chỉ còn p3 = 0,5 atm và thể tích thì không đổi. Cuối cùng khí dãn đẳng áp đến thể tích cuối là V4 = 4lít. So sánh công mà khí thực hiện trong các quá trình trên là: Quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 công thực hiện là lớn nhất. Quá trình biến đổi từ trạng thái 2 sang trạng thái 3 công thực hiện là lớn nhất. Quá trình biến đổi từ trạng thái 3 sang trạng thái 4 công thực hiện là lớn nhất. Công mà khí thực hiện trong cả 3 quá trình đó là bằng nhau. 6. Một động cơ nhiệt làm việc sau một thời gian thì tác nhân đã nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng Q1 = 1,5.106 J, truyền cho nguồn lạnh nhiệt lượng Q2 = 1,2.106 J. Hãy tính hiệu suất thực của động cơ nhiệt này và so sánh nó với hiệu suất cực đại, nếu nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh lần lượt là 2500C và 300C. 20% và nhỏ hơn 4,4 lần C. 30% và nhỏ hơn 2,9 lần 25% và nhỏ hơn 3,5 lần D. 35% và nhỏ hơn 2,5 lần 7. Hiệu suất thực của một máy hơi nước bằng nửa hiệu suất cực đại. Nhiệt độ của hơi khi ra khỏi lò hơi (Nguồn nóng) là 2270C và nhiệt độ của buồng ngưng (Nguồn lạnh) là 770C. Mỗi giờ máy tiêu thụ 700 kg than có năng suất tỏa nhiệt là 31.106 J/kg. Công suất của máy hơi nước này là: 2,25.106 W B. 1,79.107 W C. 1,99.106 W D. 2,34.107 W 8. Một bình có thể tích không đổi được nạp khí ở nhiệt độ 330C dưới áp suất 300kPa sau đó bình được chuyển đến một nơi có nhiệt độ 370C. Độ tăng áp suất của khí trong bình là: 3,92kPa B. 4,16kPa C. 3,36kPa D. 2,67kPa 9. Cho 0,1mol khí ở áp suất p1 = 2atm, nhiệt độ t1 = 00C. Làm nóng khí đến nhiệt độ t2 = 1020C và giữ nguyên thể tích thì thể tích và áp suất của khí là: 1,12l và 2,75atm B. 1,25 và 2,50atm C. 1,25l và 2,25atm D. 1,12l và 3,00atm 10. Một lượng hơi nước có nhiệt độ t1 = 1000C và áp suất p1 = 1atm đựng trong bình kín. Làm nóng bình và hơi đến nhiệt độ t2 = 1500C thì áp suất của hơi nước trong bình là: 1,25atm B. 1,13atm C. 1,50atm D. 1,37atm 11. Một bọt khí ở đáy hồ sâu 5m nổi lên mặt nước. Coi nhiệt độ không đổi. Thể tích của bọt khí Tăng 5 lần B. Giảm 2,5 lần C. Tăng 1,5 lần D. Tăng 4 lần 12. Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9l đến thể tích 6l thì áp suất của khí tăng lên một lượng Dp = 50kPa. áp suất ban đầu của khí là: 100kPa B. 200kPa C. 250kPa D. 300kPa 13. Nén 10l khí ở nhiệt độ 270C để cho thể tích của nó chỉ còn 4l, vì nén nhanh khí bị nóng lên đến 600C. áp suất chất khí tăng lên mấy lần? 2,53 lần B. 2,78 lần C. 4,55 lần D. 1,75 lần 14. Một mol khí ở áp suât 2atm và nhiệt độ 300C thì chiếm một thể tích là bao nhiêu? 15,7 lít B. 11,2 lít C. 12,43 lít D. 10,25 lít 15. Một bình chứa khí Oxy có dung tích 10l, áp suất 250Kpa và nhiệt độ 270C. Khối lượng khí Ôxy trong bình là: 32,09g B. 16,17g C. 25,18g D. 37,06g 16. Khí trong một bình dung tích 3l, áp suất 200Kpa và nhiệt độ 160C có khối lượng 11g. Khối lượng mol của khí ấy là: 28g B. 32g C. 44g D. 40g 17. Một bình dung tích 5l chứa 7g Nitơ nhiệt độ 20C. áp suất khí trong bình là: 2,15.105 Pa B. 1,71.105 Pa C. 2,56.105 Pa D. 1,14.105Pa Tự luận 1. ống nghiệm dài l = 50cm đặt thẳng đứng, miệng ống hướng lên. Không khí trong ống ngăn cách với bên ngoài bằng giọt thủy ngân đầy đến miệng ống dài h = 20m; nhiệt độ khí trong ống là 270C, áp suất khí quyển là 76cmHg. Phải nung nóng khí trong ống đến nhiệt độ bao nhiêu để thủy ngân tràn hết ra ngoài. 2. Máy hơi nước công suất 10 kW tiêu thụ 10 kg than đá trong 1 giờ. Biết hơi nước vào và ra xi lanh có nhiệt độ 2270C và 1000C. Năng suất toả nhiệt của than đá là 3,6 . 107 J/kg. Tính hiệu suất thực của máy và của động cơ nhiệt lí tưởng làm việc giữa hai nhiệt độ nói trên. 3. Máy làm lạnh có nhiệt độ buồng lạnh là 00C và nhiệt độ dàn toả nhiệt là 600C. Công suất của động cơ chạy máy là 2 kW. Tính lượng nước đá có thể sinh ra trong mỗi giờ từ nước ở nhiệt độ 270C. Biết hiệu năng thực bằng 1/7 hiệu năng lí tưởng. Nhiệt đông đặc của nước đá là 334kJ/kg. Nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/kg.K. 4. Trong xi lanh có một lượng khí. Pít tông và khí quyễn gây ra áp suất bằng 2. 10 5 Pa lên lượng khí ấy. Do nhận được nhiệt lượng 2,8 kcal, khí dãn nở đẳng áp. Cho biết nhiệt dung mol đẳng áp cp = 7kcal/kmol.K. Tính: a. Độ biến thiên nội năng của khí. b. Độ tăng thể tích của khí ( cho 1cal = 4,19 J ).