Câu hỏi hoạt động trang 47 Vật lý 12 Kết nối tri thức: Bóng thám không. Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường không khí và thời tiết...

1. Bóng thám không. Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường không khí và thời tiết. Bóng thường được bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió,...

Người ta muốn chế tạo một bóng thám không có thể tăng bán kính lên tới 10 m khi bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,3.10⁵ Pa và nhiệt độ 200 K. Hỏi bán kính của bóng khi vừa bơm xong phải bằng bao nhiêu? Biết bóng được bơm ở áp suất 1,02.10⁵ Pa và nhiệt độ 300 K.

2. Túi khí. Trong ô tô, người ta thường đặt ở hệ thống tay lái một thiết bị nhằm bảo vệ người lái xe khi xe gặp tai nạn, gọi là "túi khí”. Túi khí được chế tạo bằng vật liệu co giãn, chịu được áp suất lớn. Trong túi khí thường chứa chất NaN₃ khi xe va chạm mạnh vào vật cản thì hệ thống cảm biến của xe sẽ kích thích chất rắn này làm nó phân huy tạo thành Na và khí N₂. Khí N₂ được tao thành có tác dung làm phồng túi lên, giúp người lái xe không bị va chạm trực tiếp vào hệ thống lái (Hình 11.2).

a) Viết phương trình phân hủy NaN₃.

b) Tính lượng chất khí N₂ được giải phóng khi xảy ra phản ứng phân hủy NaN₃, biết trong túi chứa 100 g NaN₃ và thể tích mol là 24,0 lít /mol.

c) Biết thể tích túi khí khi phồng lên có độ lớn tới 48 lít. Bỏ qua thể tích khí có trong túi trước khi phồng lên và thể tích của Na được tạo thành trong túi do phản ứng phân huỷ. Tính áp suất của khí N₂ trong túi khí khi đã phòng lên, biết nhiệt độ là 30 °C.

Hướng dẫn giải :

1. Vận dụng định luật Boyle

2. Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Lời giải chi tiết :

1.

\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow 1,{02.10^5}V = 0,{3.10^5}V’ \Rightarrow V’ = 3,4V\)

\({R^3} = \frac{V}{{\frac{4}{3}\pi }} = \frac{{V’}}{{\frac{4}{3}\pi }}.\frac{1}{{3,4}} = 8,82 \Rightarrow R = 2,066m\)

2.

a) 2NaN₃ → 2Na + 3N₂

b) \({n_{Na{N_3}}} = \frac{m}{M} = \frac{{100}}{{65}} = 1,54mol\)

\({n_{{N_2}}} = \frac{3}{2}{n_{Na{N_3}}} = 2,31mol\)

\({V_{{N_2}}} = {n_{{N_2}}}.{V_{{N_2}}} = 2,31.24 = 55,44l\)

c)

T = 30 + 273,15 = 303,15 K

pV = nRT \( \Rightarrow p = \frac{{nRT}}{V} = \frac{{2,31.0,0821.303,15}}{{48}} = 1,27atm\)