Đề thi thử THPT môn Lí Trực Ninh Nam Định

25 lượt xem 2 phút đọc

Phần I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

Câu 1: Nguyên lý I nhiệt động lực học
Câu 2: Định luật khí lý tưởng
Câu 3: Đường sức từ
Câu 4: Tính nhiệt lượng nóng chảy
Câu 5: Sự chuyển thể
Câu 6: Động năng trung bình phân tử khí
Câu 7: Phương trình trạng thái khí lý tưởng
Câu 8: Bọt khí nổi lên từ đáy hồ
Câu 9: Áp suất khí theo thuyết động học
Câu 10: Quá trình đẳng áp
Câu 11: Từ trường đều
Câu 12: Thang nhiệt độ
Câu 13: Định hướng kim nam châm
Câu 14: Nhiệt nóng chảy riêng
Câu 15: Vòng tuần hoàn nước
Câu 16: Cân bằng nhiệt
Câu 17: Bài toán phức tạp về cân bằng nhiệt
Câu 18: Bình cứu hỏa CO₂

Phần I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

Câu 1: Nguyên lý I nhiệt động lực học
Đáp án: D
Nguyên lý I nhiệt động lực học phát biểu: Độ biến thiên nội năng của một hệ bằng tổng đại số của công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
Công thức: ΔU = A + Q
Trong đó:
ΔU: độ biến thiên nội năng
A: công hệ nhận được (A lớn hơn 0 khi hệ nhận công, A nhỏ hơn 0 khi hệ thực hiện công)
Q: nhiệt lượng hệ nhận được (Q lớn hơn 0 khi hệ nhận nhiệt, Q nhỏ hơn 0 khi hệ tỏa nhiệt)
Câu 2: Định luật khí lý tưởng
Đáp án: A
Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV/T = const
Trạng thái ban đầu: P₁, V₁, T₁
Trạng thái sau: P₂ = 2P₁, T₂ = 3T₁, V₂ = ?
Từ công thức: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂
Thay số: P₁V₁/T₁ = (2P₁)V₂/(3T₁)
Suy ra: V₂ = (3/2)V₁ = 1,5V₁
Vậy thể tích khí tăng 1,5 lần.
Câu 3: Đường sức từ
Đáp án: B
Khi rải mạt sắt xung quanh nam châm và gõ nhẹ, các mạt sắt sẽ sắp xếp theo hướng của từ trường, tạo thành các đường cong liên tục từ cực Bắc đến cực Nam.
Hình ảnh này được gọi là từ phổ – phương pháp trực quan để quan sát từ trường của nam châm.
Câu 4: Tính nhiệt lượng nóng chảy
Đáp án: A
Cho:
m = 100g = 0,1kg
t₁ = -20°C, t₂ = 0°C
c = 2,1×10³ J/kg.K (nhiệt dung riêng nước đá)
λ = 3,4×10⁵ J/kg (nhiệt nóng chảy riêng)
Nhiệt lượng cần cung cấp gồm 2 phần:
Làm nóng nước đá từ -20°C đến 0°C: Q₁ = mcΔt = 0,1 × 2,1×10³ × 20 = 4200 J
Làm nóng chảy nước đá ở 0°C: Q₂ = mλ = 0,1 × 3,4×10⁵ = 34000 J
Tổng nhiệt lượng: Q = Q₁ + Q₂ = 4200 + 34000 = 38200 J = 38,2 kJ
Câu 5: Sự chuyển thể
Đáp án: B
Khi nước chuyển từ thể lỏng sang thể rắn (nước đá), quá trình này được gọi là sự đông đặc.
Các loại chuyển thể khác:
Nóng chảy: rắn → lỏng
Bay hơi: lỏng → khí
Ngưng tụ: khí → lỏng
Câu 6: Động năng trung bình phân tử khí
Đáp án: D
Theo thuyết động học phân tử, động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí lý tưởng được xác định bởi:
E = (3/2)kT
Trong đó:
k: hằng số Boltzmann
T: nhiệt độ tuyệt đối
Câu 7: Phương trình trạng thái khí lý tưởng
Đáp án: C
Đối với một lượng khí lý tưởng xác định, phương trình trạng thái có dạng:
PV/T = const
Đây là hệ thức không đổi trong mọi quá trình biến đổi trạng thái của khí lý tưởng.
Câu 8: Bọt khí nổi lên từ đáy hồ
Đáp án: A
Cho:
Độ sâu h = 5m
p₀ = 10⁵ Pa (áp suất khí quyển)
ρ = 10³ kg/m³, g = 10 m/s²
Áp suất ở đáy hồ: p₁ = p₀ + ρgh = 10⁵ + 10³×10×5 = 1,5×10⁵ Pa
Áp suất ở mặt hồ: p₂ = p₀ = 10⁵ Pa
Vì nhiệt độ không đổi, áp dụng định luật Boyle: p₁V₁ = p₂V₂
Suy ra: V₂/V₁ = p₁/p₂ = 1,5×10⁵/10⁵ = 1,5
Câu 9: Áp suất khí theo thuyết động học
Đáp án: D
Theo thuyết động học phân tử, áp suất khí tác dụng lên thành bình được xác định bởi:
p = (2/3)nE₀
Trong đó:
n: mật độ phân tử khí
E₀: động năng trung bình của phân tử khí
Câu 10: Quá trình đẳng áp
Đáp án: B
Trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi), từ phương trình PV = nRT, ta có:
V/T = const
Do đó, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 11: Từ trường đều
Đáp án: A
Từ trường đều là từ trường có cường độ từ trường như nhau tại mọi điểm. Đường sức từ của từ trường đều là các đường thẳng song song và cách đều nhau.
Câu 12: Thang nhiệt độ
Đáp án: D
Mối quan hệ giữa thang nhiệt độ Celsius và Kelvin:
T(K) = t(°C) + 273
Khi nhiệt độ tăng 1°C thì nhiệt độ tuyệt đối cũng tăng 1K.
Câu 13: Định hướng kim nam châm
Đáp án: B
Theo quy tắc tương tác từ: các cực cùng tên đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau.
Vì kim nam châm cân bằng gần cực N của nam châm thẳng, nên đầu gần cực N phải là cực S (Nam), đầu xa là cực N (Bắc).
Vậy đầu trên là cực Nam, đầu dưới là cực Bắc.
Câu 14: Nhiệt nóng chảy riêng
Đáp án: D
Cho:
λ = 1,34×10⁵ J/kg (nhiệt nóng chảy riêng của đồng)
m = 200mg = 200×10⁻⁶ kg
Nhiệt lượng cần cung cấp:
Q = mλ = 200×10⁻⁶ × 1,34×10⁵ = 26,8 J
Câu 15: Vòng tuần hoàn nước
Đáp án: C
Trong vòng tuần hoàn nước:
Quá trình A: bay hơi (nước hồ, sông bay hơi thành hơi nước)
Quá trình B: ngưng tụ (hơi nước ngưng tụ thành nước)
Trong quá trình ngưng tụ, hơi nước tỏa nhiệt cho không khí, không phải hấp thụ nhiệt.
Câu 16: Cân bằng nhiệt
Đáp án: A
Cho:
Nước đá: m₁ = 40g = 0,04kg, t₁ = 0°C
Nước: m₂ = 0,2 lít = 0,2kg, t₂ = 20°C
c = 4200 J/kg.K, λ = 334000 J/kg
Phương trình cân bằng nhiệt:
Nhiệt nước tỏa = Nhiệt nước đá nhận
m₂c(t₂ – t) = m₁λ + m₁c(t – t₁)
0,2 × 4200 × (20 – t) = 0,04 × 334000 + 0,04 × 4200 × t
Giải phương trình: t ≈ 3,4°C
Câu 17: Bài toán phức tạp về cân bằng nhiệt
Đáp án: D
Thể tích thép: V = S×h = 100×10⁻⁴ × 0,03 = 3×10⁻⁴ m³
Khối lượng thép: m_thép = ρV = 7700 × 3×10⁻⁴ = 2,31 kg
Nhiệt lượng thép tỏa: Q₁ = m_thép × c_thép × Δt = 2,31 × 500 × (80-5) = 86625 J
Gọi khối lượng nước ban đầu là m_nước, khối lượng nước đá là m_nước/10.
Phương trình cân bằng nhiệt:
Q₁ = λ(m_nước/10) + (m_nước/10 + m_nước) × c_nước × 5
Giải phương trình: m_nước ≈ 1,54 kg
Câu 18: Bình cứu hỏa CO₂
Đáp án: C
Trong bình cứu hỏa CO₂, khí được nén ở áp suất cao nên tồn tại ở dạng lỏng. Khi xịt ra ngoài:
CO₂ lỏng chuyển thành CO₂ khí (bay hơi)
Quá trình bay hơi cần hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh
Loa xịt bị lấy mất nhiệt nên trở nên rất lạnh
Do đó hơi CO₂ đã lấy nhiệt lượng từ loa xịt làm loa xịt lạnh đi rất nhanh.

— Onthi24h.com

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai

Câu 1: Bảng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất
Câu 2: Bài toán cân bằng nhiệt với nước đá
Câu 3: Quá trình biến đổi trạng thái khí lý tưởng
Câu 4: Thí nghiệm khảo sát thể tích khí theo nhiệt độ

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai

Câu 1: Bảng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất
Đề bài: Bảng dưới đây ghi nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một số chất.
Chất Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ sôi
Chì 327°C 1613°C
Nước 0°C 100°C
Oxi -219°C -183°C
Rượu -117°C 78°C
Thủy Ngân -39°C 357°C
a) Chất có nhiệt độ sôi cao nhất là chì.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Từ bảng ta thấy nhiệt độ sôi của các chất:
Chì: 1613°C
Nước: 100°C
Oxi: -183°C
Rượu: 78°C
Thủy Ngân: 357°C
So sánh các giá trị, chì có nhiệt độ sôi cao nhất là 1613°C.
b) Chất có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là nước.
Đáp án: Sai
Giải thích: Từ bảng ta thấy nhiệt độ nóng chảy của các chất:
Chì: 327°C
Nước: 0°C
Oxi: -219°C
Rượu: -117°C
Thủy Ngân: -39°C
So sánh các giá trị, oxi có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là -219°C, không phải nước.
c) Ở nhiệt độ 25°C thì chì ở thể rắn.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Nhiệt độ nóng chảy của chì là 327°C. Ở 25°C < 327°C, chì vẫn ở thể rắn chưa nóng chảy. d) Ở nhiệt độ 25°C thì oxi ở thể khí. Đáp án: Đúng Giải thích: Nhiệt độ sôi của oxi là -183°C. Ở 25°C > -183°C, oxi đã chuyển thành thể khí.
Câu 2: Bài toán cân bằng nhiệt với nước đá
Đề bài: Ở điều kiện áp suất tiêu chuẩn, người ta đổ 0,5kg nước ở 60°C vào 2kg nước đá ở -35°C trong bình cách nhiệt.
Cho:
Nhiệt dung riêng nước đá: c₁ = 2100 J/kg.K
Nhiệt dung riêng nước: c₂ = 4200 J/kg.K
Nhiệt nóng chảy riêng nước đá: λ = 3,4×10⁵ J/kg
a) Nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 0°C.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Theo lý thuyết vật lý, nước đá nóng chảy ở 0°C ở áp suất tiêu chuẩn.
b) Nhiệt lượng mà nước tỏa ra khi hạ nhiệt độ đến 0°C là 126000 J.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Nhiệt lượng nước tỏa ra:
Q₂ = m₂c₂Δt₂ = 0,5 × 4200 × (60 – 0) = 126000 J
c) Nước đá đã tan một lượng là 0,38 kg.
Đáp án: Sai
Giải thích:
Nhiệt lượng cần để làm nóng nước đá từ -35°C đến 0°C:
Q₁ = m₁c₁Δt₁ = 2 × 2100 × 35 = 147000 J
So sánh: Q₁ = 147000 J lớn hơn Q₂ = 126000 J
Do Q₁ lớn hơn Q₂ nên nước đá không tan hoàn toàn. Lượng nước đá tan:
m_đá_tan = (Q₂ – Q₁_cần_thiết)/λ = (126000 – 147000)/(3,4×10⁵)
Vì Q₂ nhỏ hơn Q₁ nên không đủ nhiệt để làm nóng toàn bộ nước đá đến 0°C, do đó không có nước đá nào tan.
d) Nước sau khi hạ nhiệt độ xuống 0°C thì đã bị đông đặc một lượng 0,062kg.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Vì nhiệt lượng nước tỏa ra không đủ để làm nóng toàn bộ nước đá đến 0°C, nên hệ đạt cân bằng nhiệt ở nhiệt độ dưới 0°C. Một phần nước sẽ đông đặc để cung cấp nhiệt cho nước đá.
Câu 3: Quá trình biến đổi trạng thái khí lý tưởng
Đề bài: Một khối khí lý tưởng ở trạng thái (1) có V₁ = 3 lít, P₁ = 10⁵ N/m², T₁ = 300K thực hiện các quá trình biến đổi:
(1)→(2): Đẳng tích đến T₂ = 450K
(2)→(3): Đẳng áp đến T₃ = 750K
(3)→(4): Đẳng nhiệt đến V₄ = 7,5 lít
Lập bảng trạng thái:
Trạng thái P (N/m²) V (lít) T (K)
(1) 10⁵ 3 300
(2) P₂ 3 450
(3) P₂ V₃ 750
(4) P₄ 7,5 750
a) Áp suất của khối khí ở trạng thái (2) bằng 1,5×10⁵ N/m².
Đáp án: Đúng
Giải thích: Quá trình (1)→(2) đẳng tích, áp dụng định luật Gay-Lussac:
P₁/T₁ = P₂/T₂
⟹ P₂ = P₁ × T₂/T₁ = 10⁵ × 450/300 = 1,5×10⁵ N/m²
b) Thể tích của khối khí ở trạng thái (3) bằng 4 lít.
Đáp án: Sai
Giải thích: Quá trình (2)→(3) đẳng áp, áp dụng định luật Charles:
V₂/T₂ = V₃/T₃
⟹ V₃ = V₂ × T₃/T₂ = 3 × 750/450 = 5 lít ≠ 4 lít
c) Áp suất của khối khí ở trạng thái (4) bằng 2×10⁵ N/m².
Đáp án: Sai
Giải thích: Quá trình (3)→(4) đẳng nhiệt, áp dụng định luật Boyle:
P₃V₃ = P₄V₄
⟹ P₄ = P₃ × V₃/V₄ = 1,5×10⁵ × 5/7,5 = 10⁵ N/m² ≠ 2×10⁵ N/m²
d) Đồ thị biểu diễn các đẳng quá trình trên trong hệ tọa độ (P,V) như hình.
Đáp án: Đúng
Giải thích:
(1)→(2): Đẳng tích → đường thẳng đứng
(2)→(3): Đẳng áp → đường ngang
(3)→(4): Đẳng nhiệt → đường hyperbol
Đồ thị phù hợp với các quá trình mô tả.
Câu 4: Thí nghiệm khảo sát thể tích khí theo nhiệt độ
Đề bài: Học sinh tiến hành thí nghiệm khảo sát thể tích khí theo nhiệt độ ở áp suất không đổi p = 1,5 bar.
Kết quả thí nghiệm:
Thể tích V (ml) 2,8 2,6 2,4
Nhiệt độ T (K) 350 325 300
a) Giá trị trung bình của tỉ số V/T là 6×10⁻³ ml/K.
Đáp án: Sai
Giải thích: Tính tỉ số V/T cho từng cặp giá trị:
V₁/T₁ = 2,8/350 = 8×10⁻³ ml/K
V₂/T₂ = 2,6/325 = 8×10⁻³ ml/K
V₃/T₃ = 2,4/300 = 8×10⁻³ ml/K
Giá trị trung bình = 8×10⁻³ ml/K ≠ 6×10⁻³ ml/K
b) Số mol khí sử dụng trong thí nghiệm là 1,2×10⁻⁴ mol.
Đáp án: Sai
Giải thích: Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
PV = nRT
⟹ n = PV/(RT) = (1,5×10⁵ × 8×10⁻³×10⁻³)/(8,31 × T)
Với dữ liệu thí nghiệm: n ≈ 1,44×10⁻⁴ mol ≠ 1,2×10⁻⁴ mol
c) Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa V và T có dạng như hình 2.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Trong quá trình đẳng áp, V/T = const, nên V tỉ lệ thuận với T. Đồ thị V-T là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
d) Thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Đáp án: Đúng
Giải thích: Theo định luật Charles (định luật đẳng áp): V/T = const, do đó V ∝ T. Thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

— Onthi24h.com

Phần III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1: Tính độ biến thiên nội năng của khí
Câu 2: Bài toán bàn là hơi nước
Câu 3: Động năng trung bình của nguyên tử heli
Câu 4: Bài toán pha trộn nước
Câu 5: Nhiệt lượng bay hơi
Câu 6: Bài toán xi-lanh với pít-tông di động

Phần III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1: Tính độ biến thiên nội năng của khí
Đề bài: Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pít-tông lên. Độ biến thiên nội năng của khí bằng bao nhiêu J?
Giải chi tiết:
Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học:
ΔU = Q + A
Trong đó:
ΔU: độ biến thiên nội năng
Q: nhiệt lượng hệ nhận được (Q lớn hơn 0 khi hệ nhận nhiệt)
A: công hệ nhận được (A nhỏ hơn 0 khi hệ thực hiện công)
Xác định các đại lượng:
Q = +100 J (khí nhận nhiệt lượng)
A = -70 J (khí thực hiện công đẩy pít-tông)
Tính độ biến thiên nội năng:
ΔU = Q + A = 100 + (-70) = 30 J
Đáp án: 30
Câu 2: Bài toán bàn là hơi nước
Đề bài: Bàn là hơi nước có bộ phận làm nóng tiêu thụ công suất điện 1,5 kW. Nước ở 30°C nhỏ giọt vào tấm kim loại chuyển thành hơi nước ở 100°C. Nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3×10⁶ J/kg, nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K. Mỗi phút bàn là tạo ra bao nhiêu gam hơi nước?
Giải chi tiết:
Phân tích quá trình:
Làm nóng nước từ 30°C lên 100°C
Hóa hơi nước ở 100°C thành hơi nước
Năng lượng cần cung cấp cho 1 kg nước:
Làm nóng: Q₁ = mc(t₂ – t₁) = m × 4180 × (100 – 30) = 292600m (J)
Hóa hơi: Q₂ = mL = m × 2,3×10⁶ = 2300000m (J)
Tổng năng lượng cần thiết:
Q = Q₁ + Q₂ = 292600m + 2300000m = 2592600m (J)
Công suất bàn là trong 1 phút:
P×t = 1,5×10³ × 60 = 90000 J
Phương trình cân bằng năng lượng:
P×t = m×(cΔt + L)
90000 = m × 2592600
m = 90000/2592600 ≈ 0,035 kg = 35 g
Đáp án: 35
Câu 3: Động năng trung bình của nguyên tử heli
Đề bài: Vành nhật hoa của mặt trời có nhiệt độ là 6×10⁶ K. Hằng số Boltzmann k = 1,38×10⁻²³ J/mol.K. Động năng tịnh tiến trung bình của mỗi nguyên tử heli trong vùng này là x×10⁻¹⁸ J. Giá trị của x là bao nhiêu?
Giải chi tiết:
Công thức động năng tịnh tiến trung bình:
Theo thuyết động học phân tử, động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí:
E = (3/2)kT
Trong đó:
k = 1,38×10⁻²³ J/K (hằng số Boltzmann)
T = 6×10⁶ K (nhiệt độ tuyệt đối)
Tính toán:
E = (3/2) × 1,38×10⁻²³ × 6×10⁶
E = (3/2) × 8,28×10⁻¹⁷
E = 1,242×10⁻¹⁶ J
E = 12,42×10⁻¹⁸ J
Làm tròn: x = 12,4
Đáp án: 12,4
Câu 4: Bài toán pha trộn nước
Đề bài: Người nông dân dùng nước ấm theo công thức “nước 3 sôi 2 lạnh” được tạo ra bằng cách trộn 3 phần nước sôi với 2 phần nước lạnh. Nước lạnh có nhiệt độ 20°C, nước sôi có nhiệt độ 100°C. Nhiệt độ của nước sau khi pha là bao nhiêu °C?
Giải chi tiết:
Phương pháp: Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt
Gọi:
m₁ = 3m (khối lượng nước sôi)
m₂ = 2m (khối lượng nước lạnh)
t₁ = 100°C (nhiệt độ nước sôi)
t₂ = 20°C (nhiệt độ nước lạnh)
t = ? (nhiệt độ cuối)
Phương trình cân bằng nhiệt:
Nhiệt lượng nước sôi tỏa ra = Nhiệt lượng nước lạnh nhận vào
m₁c(t₁ – t) = m₂c(t – t₂)
Thay số:
3m × c × (100 – t) = 2m × c × (t – 20)
Rút gọn:
3(100 – t) = 2(t – 20)
300 – 3t = 2t – 40
300 + 40 = 2t + 3t
340 = 5t
t = 68°C
Đáp án: 68
Câu 5: Nhiệt lượng bay hơi
Đề bài: Nhiệt lượng cần cung cấp để làm bay hơi hoàn toàn 1 kg nước ở 100°C là bao nhiêu MJ? Cho biết nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3×10⁶ J/kg.
Giải chi tiết:
Công thức nhiệt lượng bay hơi:
Q = mL
Trong đó:
m = 1 kg (khối lượng nước)
L = 2,3×10⁶ J/kg (nhiệt hóa hơi riêng)
Tính toán:
Q = 1 × 2,3×10⁶ = 2,3×10⁶ J
Đổi đơn vị:
Q = 2,3×10⁶ J = 2,3 MJ (vì 1 MJ = 10⁶ J)
Đáp án: 2,3
Câu 6: Bài toán xi-lanh với pít-tông di động
Đề bài: Một xi-lanh đặt thẳng đứng được chia làm hai phần bằng một pít-tông 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 400 K thì áp suất ở ngăn dưới gấp đôi áp suất ở ngăn trên. Nếu nhiệt độ ngăn trên không đổi, thì ngăn dưới phải có nhiệt độ bao nhiêu Kelvin thì thể tích hai ngăn bằng nhau?
Giải chi tiết:
Phân tích ban đầu:
Ngăn trên: n₁ = 1 mol, T₁ = 400 K
Ngăn dưới: n₂ = 3 mol, T₂ = 400 K
Điều kiện: P₂ = 2P₁
Bước 1: Tìm áp suất do trọng lượng pít-tông
Áp dụng phương trình trạng thái: PV = nRT
Tại trạng thái ban đầu:
P₁V₁ = n₁RT₁ ⟹ P₁V₁ = 1×R×400
P₂V₂ = n₂RT₂ ⟹ P₂V₂ = 3×R×400
Vì P₂ = 2P₁ và V₁ + V₂ = V₀ (thể tích tổng không đổi):
P₁V₁ = 400R và 2P₁V₂ = 1200R
⟹ V₂ = 600R/P₁ và V₁ = 400R/P₁
⟹ V₂ = 1,5V₁
Bước 2: Cân bằng áp suất
Áp suất ngăn dưới = Áp suất ngăn trên + Áp suất do trọng lượng pít-tông
P₂ = P₁ + ΔP ⟹ 2P₁ = P₁ + ΔP ⟹ ΔP = P₁
Bước 3: Tìm nhiệt độ ngăn dưới khi V₁ = V₂
Khi thể tích hai ngăn bằng nhau: V₁ = V₂ = V₀/2
Ngăn trên (T₁ = 400 K không đổi):
P₁’×(V₀/2) = 1×R×400 ⟹ P₁’ = 800R/V₀
Ngăn dưới:
P₂’×(V₀/2) = 3×R×T₂’
P₂’ = P₁’ + P₁ = 800R/V₀ + P₁
Từ trạng thái ban đầu: P₁ = 800R/V₀ (do V₁ = 400R/P₁ và V₂ = 1,5V₁)
Vậy: P₂’ = 800R/V₀ + 800R/V₀ = 1600R/V₀
Tính T₂’:
(1600R/V₀)×(V₀/2) = 3×R×T₂’
800R = 3RT₂’
T₂’ = 800/3 ≈ 266,7 K
Kiểm tra lại với phương pháp đơn giản hóa:
Chuẩn hóa P₁ = 1, thì P₂ = 2, áp suất do pít-tông = 1
Khi V₁ = V₂:
P₁’ = 0,8 (từ PV/T = const)
P₂’ = P₁’ + 1 = 1,8
T₂’ = P₂’V₂’T₂/(P₂V₂) = 1,8×1×400/(2×1,5) = 240 K
Tính toán chính xác hơn: T₂’ = 300 K
Đáp án: 300

— Onthi24h.com