BÀI TẬP CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG, SỰ CHUYỂN HƯỚNG
Câu 1: Một căn phòng có thể tích 120 m$^{3}$, không khí trong phòng có nhiệt độ 25$^{0}$C, điểm sương 15$^{0}$C. Để bão hòa hơi nước trong phòng, lượng hơi nước cần có là:
A.23 g B.10,2 g C.21,6 g D.Một giá trị khác
Hướng dẫn
Độ ẩm tuyệt đối bằng độ ẩm cực đại điểm sương 15$^{0}$C: a = 12,8 g/m$^{3}$
Độ ẩm cực đại ở 25$^{0}$C: A = 23 g/m$^{3}$.
Để làm bão hòa hơi nước trong phòng cần một lượng hơi nước là:
(23 – 12,8).120 = 1224 g
Chọn đáp án D.
Câu 2: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 0$^{0}$C có chiều dài bằng nhau, còn ở 100$^{0}$C thì chiều dài chênh lệch nhau 1 mm. Cho biết hệ số nở dài của sắt là ${{\alpha }_{1}}=1,{{14.10}^{-5}}{{K}^{-1}}$ và của kẽm là ${{\alpha }_{2}}=3,{{4.10}^{-5}}{{K}^{-1}}$. Chiều dài của hai thanh ở 0$^{0}$C là:
A.${{l}_{0}}$ = 0,442 mm B.${{l}_{0}}=4,42$ mm
C.${{l}_{0}}=44,2$ mm D.${{l}_{0}}$ = 442 mm
Hướng dẫn
Ở 100$^{0}$C, thanh sắt dãn: $\Delta {{l}_{1}}={{\alpha }_{1}}.{{l}_{0}}.100$ mm
Ở 100$^{0}$C, thanh kẽm dãn: $\Delta {{l}_{2}}={{\alpha }_{2}}.{{l}_{0}}.100$ mm
Vì 2 thanh chênh lệch nhau 1 mm nên:
${{l}_{0}}+\Delta {{l}_{2}}-({{l}_{0}}+\Delta {{l}_{1}})=1$
$\Leftrightarrow \Delta {{l}_{2}}-\Delta {{l}_{1}}=1\Rightarrow {{\alpha }_{2}}.{{l}_{0}}.100-{{\alpha }_{1}}.{{l}_{0}}.100=1$
$\Leftrightarrow {{l}_{0}}$ = 442 mm
Chọn đáp án D.
Câu 3: Một tấm kim loại hình vuông ở 0$^{0}$C có độ dài mỗi cạnh là 40 cm. Khi bị nung nóng, diện tích tấm kim loại tăng thêm 1,44 cm$^{2}$. Xác định nhiệt độ của tấm kim loại? Biết hệ số nở dài của kim loại này là 12.10$^{-6}{{K}^{-1}}$.
A.2500$^{0}$C B.3000$^{0}$C C.37,5$^{0}$C D.250$^{0}$C
Hướng dẫn
Diện tích hình vuông tăng lên:
$\Delta S=2aS(t-{{t}_{0}})=1,44$
$\Rightarrow t=37,{{5}^{0}}$
Chọn đáp án C.
Câu 4: Hơi nước bão hòa ở 20$^{0}$C được tách ra khỏi nước và đun nóng đẳng tích tới 27$^{0}$C, áp suất của nó có giá trị là:
A.17,36 mmHg B.23,72 mmHg
C.15,25 mmHg D.17,96 mmHg
Hướng dẫn
Hơi nước bão hòa ở nhiệt độ t$_{1}={{200}^{0}}$C có áp suất p$_{1}$ = 17,54 mmHg
Hơi bão hòa tách khỏi chất lỏng nung nóng đẳng tích biến thành hơi khô tuân theo định luật Sác Lơ: áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
$\frac{{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}=\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\Leftrightarrow {{p}_{2}}={{p}_{1}}.\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}$
${{T}_{1}}=20+273={{279}^{0}}K;{{T}_{2}}=27+273={{300}^{0}}K$
Thay số ta có: ${{p}_{2}}$ = 17,96 mmHg
Chọn đáp án D.
Câu 5: Một vòng dây kim loại có đường kính 8 cm được dìm nằm ngang trong một chậu dầu thô. Khi kéo vòng dây ra khỏi dầu, người ta đo được lực phải tác dụng thêm do lực căng bề mặt là 9,2.10$^{-3}$N. Hệ số căng bề mặt của dầu trong chậu là giá trị nào sau đây?
A.s = 36,6.10$^{-3}$ N/m B.s = 36,6.10$^{-4}$ N/m
C.s = 36,6.10$^{-5}$ N/m D.s = 36,6.10$^{-6}$ N/m
Hướng dẫn
Lực căng bề mặt của dầu là: F = s.l = s.($\pi $d)
$\Leftrightarrow s=\frac{F}{\pi d}=\frac{9,{{2.10}^{-3}}}{\pi {{.8.10}^{-2}}}=36,{{6.10}^{-3}}$ N/m
Chọn đáp án A.
Câu 6: Tính nhiệt lượng Q cần cung cấp để làm nóng chảy 100 g nước đá ở 0$^{0}$C. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10$^{5}$ J/kg.
A.Q = 0,34.10$^{3}$J B.Q = 340.10$^{5}$ J
C.Q = 34.10$^{7}$ J D.Q = 34.10$^{3}$ J
Hướng dẫn
Nhiệt lượng Q cần cung cấp để làm nóng chảy nước đá là:
$Q=\lambda m=3,{{4.10}^{5}}.100={{340.10}^{5}}$ J
Chọn đáp án B.
Câu 7: Một cái xà bằng thép tròn đường kính tiết diện 5 cm hai đầu được chôn chặt vào tường. Cho biết hệ số nở dài của thép là 1,2.10$^{-5}{{K}^{-1}}$, suất đàn hồi 20.10$^{10}N/{{m}^{2}}$. Nếu nhiệt độ tăng thêm 25$^{0}$C thì độ lớn của lực do xà tác dụng vào tường là:
A.11,7810N B.117,810N C.1178,10N D.117810N
Hướng dẫn
Độ nở dài của xà là: $\Delta l=\alpha {{l}_{0}}(t-{{t}_{0}})=\alpha {{l}_{0}}.25$
Lực do xà tác dụng vào tường:
$F=E.S.\frac{\Delta l}{{{l}_{0}}}=E.S.\alpha .25$ = 117810 N
Chọn đáp án D.
Câu 8: Áp suất hơi nước trong không khí ở 25$^{0}$C là 19 mmHg. Độ ẩm tương đối của không khí có giá trị là:
A.19% B.23,76% C.80% D.68%
Hướng dẫn
Ở 25$^{0}$C: ${{p}_{bh}}$ = 23,76 mmHg
Độ ẩm tương đối của không khí:
$f=\frac{p}{{{p}_{bh}}}=\frac{19}{23,76}$ = 0,7996
Chọn đáp án C.
Câu 9: Không khí ở 30$^{0}$C có điểm sương là 25$^{0}$C, độ ẩm tương đối của không khí có giá trị:
A.75,9% B.30,3% C.23% D.Một đáp số khác
Hướng dẫn
Độ ẩm tuyệt đối bằng độ ẩm cực đại ở điểm sương 25$^{0}$C là a = 23 g/m$^{3}$.
Độ ẩm cực đại ở 30$^{0}$C là A = 30,3 g/m$^{3}$.
Độ ẩm tương đối:
$f=\frac{a}{A}=\frac{23}{30,3}=0,759=75,9%$
Chọn đáp án A.
Câu 10: Một vùng không khí có thể tích 1,5.10$^{10}{{m}^{3}}$ chứa hơi bão hòa ở 23$^{0}$ C. Nếu nhiệt độ hạ thấp tới 10$^{0}$C thì lượng nước mưa rơi xuống là:
A.16,8.10$^{7}$ kg B.16,8.10$^{10}$ kg C.8,4.10$^{10}$ kg D.Một giá trị khác
Hướng dẫn
Không khí chứa hơi nước bão hòa, có độ ẩm cực đại: A$_{1}=20,6g/{{m}^{3}}$; ở nhiệt độ 10$^{0}$C độ ẩm cực đại chỉ là: A$_{2}=9,4g/{{m}^{3}}$.
Khi nhiệt độ hạ thấp tới 10$^{0}$C thì khối lượng hơi nước ngưng tụ tạo thành mưa rơi xuống là:
$(20,6-9,4).1,{{5.10}^{10}}=16,{{8.10}^{10}}g=16,{{8.10}^{7}}$ kg
Chọn đáp án A.
Câu 11: Phòng có thể tích 50 m$^{3}$ không khí, trong phòng có độ ẩm tỉ đối là 60%. Nếu trong phòng có 150 g nước bay hơi thì độ ẩm tỉ đối của không khí là bao nhiêu ? Cho biết nhiệt độ trong phòng là 25$^{0}$C và khối lượng riêng của hơi nước bão hòa là 23 g/m$^{3}$.
A.73% B.74% C.76% D.78%
Hướng dẫn
Độ ẩm cực đại của không khí ở 25$^{0}$C là A = 23 g/m$^{3}$.
Độ ẩm tuyệt đối của không khí lúc đầu a$_{1}={{f}_{1}}.A=13,8g/{{m}^{3}}$
Khối lượng hơi nước trong không khí tăng thêm 150 g nên độ ẩm tuyệt đối tăng thêm: $\Delta a=\frac{150}{50}=3g/{{m}^{3}}$
Vậy độ ẩm tỉ đối của không khí là: ${{f}_{2}}=\frac{{{a}_{1}}+\Delta a}{A}=$ 73%
Chọn đáp án A.
Câu 12: Phòng có thể tích 40 cm$^{3}$ không khí, trong phòng có độ ẩm tỉ đối 40%. Muốn tăng độ ẩm lên 60% thì phải làm bay hơi bao nhiêu nước? Biết nhiệt độ là 20$^{0}$C và khối lượng hơi nước bão hòa là D$_{bh}=17,3g/{{m}^{3}}$.
A.1,384 g B.13,84 g C.138,4 g D.1384 g
Hướng dẫn
Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng lúc đầu và lúc sau là:
${{a}_{1}}={{f}_{1}}.A={{f}_{1}}.{{D}_{bh}}=6,92g/{{m}^{3}}$
${{a}_{2}}={{f}_{2}}.A={{f}_{2}}.{{D}_{bh}}=10,38g/{{m}^{3}}$
Lượng nước cần thiệt là:
$m=({{a}_{2}}-{{a}_{1}}).V=(10,38-6,92).40$ = 138,4 g
Chọn đáp án C.
Câu 13: Một viên bi có thể tích 125 mm$^{3}$ ở 20$^{0}$C, được làm bằng chất có hệ số nở dài là 12.10$^{-6}{{K}^{-1}}$. Độ nở khối của viên bi này khi bị nung nóng tới 820$^{0}$C có độ lớn là bao nhiêu?
A.3,6.10$^{-2}m{{m}^{3}}$ B.3,6.10$^{-3}$ mm$^{3}$
C.3,6.10$^{-5}m{{m}^{3}}$ D.3,6 mm$^{3}$
Hướng dẫn
Độ nở khối của viên bi ở 820$^{0}$C là:
$\Delta V=\beta {{V}_{0}}(t-{{t}_{0}})=3,6m{{m}^{3}}$
Chọn đáp án D.
Câu 14: Một thước thép dài 1 m ở 0$^{0}$C, dùng thước để đo chiều dài một vật ở 40$^{0}$C, kết quả đo được 2 m. Hỏi chiều dài đúng của vật khi đo là bao nhiêu? Biết hệ số nở dài của thép là 12.10$^{-6}{{K}^{-1}}$.
A.2,001m B.3,001 m C.4,001m D.5,001 m
Hướng dẫn
Thước thép này dài thêm là: $\Delta l=\alpha {{l}_{0}}(t-{{t}_{0}})=4,{{8.10}^{-4}}$m
Độ dài của thước lúc sau là: $l={{l}_{0}}+\Delta l$ = 1,0005 m
Vậy vật có chiều dài đúng là: ${{l}_{1}}$ = 2l = 2,001 m
Chọn đáp án A.
Câu 15: Cho nước vào một ống nhỏ giọt có đường kính miệng ống là d = 0,4 mm. Hệ số căng bề mặt của nước là s = 73.10$^{-3}$ N/m. Lấy g = 9,8 m/s$^{2}$. Tính khối lượng giọt nước khi rơi khỏi ống?
A.0,094 g B.0,0094 g C.0,94 g D.9,4 g
Hướng dẫn
Lúc giọt nước hình thành, lực căng bề mặt F ở đầu ống kéo nó lên là:
F = s.l = s.($\pi $d)
Giọt nước rơi khỏi ống khi trọng lượng giọt nước bằng lực căng bề mặt:
F = P $mg=s.(\pi d)$
$\Leftrightarrow m=\frac{s.(\pi d)}{g}=9,{{4.10}^{-6}}kg=0,0094g$
Chọn đáp án B.
