PHẦN 2. NĂNG LƯỢNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI

CHỦ ĐỀ 3: KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ ÁP SUẤT

BÀI 17. ÁP SUẤT CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ

(18 câu)

1. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Một chất lỏng đựng trong bình chứa có gây ra áp suất lên đáy bình không? Vì sao?

Trả lời:

Một chất lỏng đựng trong bình chứa có gây ra áp suất lên đáy bình do có trọng lượng.

Câu 2:  Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó giống như chất lỏng không?

Trả lời:

Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó.

Câu 3:  Áp suất khí quyển là gì?

Trả lời:

Chất khí cũng tác dụng áp suất lên các vật ở trong nó và lên thành bình. Trái Đất được bao quanh bởi khí quyển, một lớp không khí dày cỡ hàng nghìn kilomet. Vì chất khí có trọng lượng nên mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí này, gọi là áp suất khí quyển.

Câu 4: Giá trị của áp suất là bao nhiêu?

Trả lời:

- Áp suất khí quyển ở gần mặt đất là lớn nhất và có giá trị khoảng 100 000 Pa.

- Càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm.

Câu 5:  Người ta đã chứng minh được rằng sự truyền áp suất chất lỏng sảy ra như thế nào?

Trả lời:

Áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

2. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1: Vì sao khi bóp ở giữa thì hai đầu quả bóng ở hình 17.4 lại căng tròn? 

Trả lời:

Khi bóp ở giữa thì lượng không khí ở giữa quả bóng phân tán sang hai bên đầu quả bóng, lượng không khí tăng và hai đầu căng tròn.

Câu 2: Nêu ví dụ về áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

Trả lời:

Lấy 1 quả bóng chứa đầy nước và tạo các lỗ khác nhau ở các vị trí khác nhau và nhấn quả bóng, chúng ta có thể thấy rằng nước chảy ra. Như vậy áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

Câu 3: Nêu ví dụ thực tế chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển.

Trả lời:

Các bình pha trà thường có một lỗ nhỏ trên nắp để thông với khí quyển, như thế sẽ rót nước dễ hơn.

Câu 4:  Một số bình xịt đã cạn dung dịch, khi ấn nút xịt, ta có thể nghe thấy tiếng xì mạnh. Vì sao?.

Trả lời:

Vì áp suất của khí trong bình lớn hơn áp suất khí quyển.

Câu 5:  Vì sao không sử dụng được giác mút với tường nhám?

Trả lời:

Vì  khi ấn giác mút thì không khí bên trong sẽ không thoát ra ngoài do có bề mặt gồ ghề của tường nhám.

3. VẬN DỤNG (5 câu)

Câu 1:  Tính áp lực do khí quyển tác dụng lên một mặt bàn có kích thước 60 cm x 120 cm. Để tạo ra một áp lực tương tự, ta phải đặt lên mặt bàn một vật có khối lượng bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có suất khí quyển = áp suất thủy ngân trong ống 

Quy đổi đơn vị 

760 mmHg = 103 360 N/m²

60 cm = 0,6 m

120 cm = 1,2 m 

Diện tích của mặt bàn là 

S = 0,6 x 1,2 = 0,72 m²

Áp lực do khí quyển tác dụng lên một mặt bàn là 

F= S x p = 0,72 x 103 360 = 744 19,2 N/m²

Để tạo ra một áp lực tương tự, ta phải đặt lên mặt bàn một vật có khối lượng

m =  = 7441,92 kg

Câu 2:  Nêu và phân tích một số ứng dụng về áp suất không khí trong đời sống.

Trả lời:

- Các bình uống nước thường có một lỗ nhỏ trên nắp để rót nước dễ hơn. Vì có lỗ thủng trên nắp nên khí trong bình thông với khí quyển, áp suất khí trong bình cộng với áp suất nước trong bình lớn hơn áp suất khí quyển bên ngoài giúp nước dễ dàng chảy ra.

- Bộ đồ áo giáp của phi hành gia. Trong cơ thể của con người và cả máu đều có không khí. Áp suất của không khí bên trong con người bằng áp suất khí quyển. Con người sống trong sự cân bằng giữa áp suất bên trong và bên ngoài cơ thể.

Khi con người từ tàu vũ trụ bước ra khoảng không, áp suất từ bên ngoài tác dụng lên cơ thể là rất nhỏ, có thể xấp xỉ bằng 0. Con người không thể chịu được sự phá vỡ cân bằng áp suất như vậy. Áo giáp của nhà du hành có tác dụng giữ áp suất bên trong áo giáp có độ lớn xấp xỉ bằng áp suất khí quyển bình thường trên mặt đất.

Câu 3:  Ta cũng có thể cảm nhận thấy tiếng động mạnh trong tai trong trường hợp máy bay đang giảm độ cao để hạ cánh nhanh hay xe đi từ núi cao xuống. Giải thích hiện tượng này.

Trả lời:

Khi đi máy bay, trong giai đoạn máy bay cất cánh hoặc khi đi ô tô lên vùng núi cao mà độ cao tăng đột ngột, ta thường có cảm giác hơi đau tức tai, đôi khi còn nghe thấy tiếng động trong tai. Nguyên nhân của hiện tượng này là do khi độ cao tăng quá nhanh, áp suất khí quyển giảm đột ngột, làm mất cân bằng áp suất giữa tai giữa và tai ngoài (áp suất ở tại giữa cao hơn áp suất ở tại ngoài), đẩy màng nhĩ ra phía ngoài. Nếu vòi nhĩ mở, thông tai giữa với họng hầu làm giảm áp suất không khí ở tai giữa, màng nhĩ bị đẩy nhanh chóng về vị trí cũ. Sự di chuyển nhanh của màng nhĩ tạo nên một “tiếng động” trong tai.

Câu 4: Càng lên cao không khí càng loãng nên áp suất càng giảm. Cứ lên cao 12m thì áp suất khí quyển giảm khoảng 1mmHg. Áp suất khí quyển ở độ cao 800m là bao nhiêu? Biết tại mặt đất áp suất khí quyển là 760mmHg.

Giải:

Ta có:

+ Áp suất khí quyển ở mặt nước biển là: p₀ = 760 mmHg

+ Cứ lên cao 12m thì áp suất khí quyển giảm khoảng 1mmHg.

=> Độ giảm áp suất tại độ cao 800m là:

 mmHg

=> Áp suất khí quyển ở độ cao 800m là: 

p = p₀ − Δp = 760 -  = 693,33mmHg

Câu 5: Càng lên cao không khí càng loãng nên áp suất càng giảm. Cứ lên cao 12m thì áp suất khí quyển giảm khoảng 1mmHg. Áp suất khí quyển ở độ cao 1000m là bao nhiêu? Biết tại mặt đất áp suất khí quyển là 760mmHg.

Giải:

+ Áp suất khí quyển ở mặt nước biển là: p₀ = 760 mmHg

+ Cứ lên cao 12m thì áp suất khí quyển giảm khoảng 1mmHg.

=> Độ giảm áp suất tại độ cao 1000m là:

  mmHg

=> Áp suất khí quyển ở độ cao 1000m là: 

p = p₀ − Δp = 760 -  = 676,7mmHg

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1: Cứ cao lên 12m áp suất khí quyển lại giảm khoảng 1mmHg. Trên một máy bay, cột thủy ngân trong ống Tô – ri – xe – li có độ cao 400mm. Khi đó máy bay cách mặt đất bao nhiêu? Biết tại mặt đất áp suất khí quyển là 760 mmHg.

Giải:

Ta có, độ lớn của áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li

=> Áp suất của máy bay ở độ cao h đó là: p = 400mmHg

Lại có: Cứ cao lên 12m áp suất khí quyển lại giảm khoảng 1mmHg.

=> Độ giảm áp suất tại độ cao h là:  mmHg

Ta có:

p = p₀ − Δp → Δp = p₀ – p = 760 – 400 = 360mmHg

↔  = 360 → h = 4320m

Câu 2: Cứ cao lên 12m áp suất khí quyển lại giảm khoảng 1mmHg. Trên một máy bay, cột thủy ngân trong ống Tô – ri – xe – li có độ cao 350mm. Khi đó máy bay cách mặt đất bao nhiêu? Biết tại mặt đất áp suất khí quyển là 760 mmHg.

Giải:

Ta có, độ lớn của áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li

=> Áp suất của máy bay ở độ cao h đó là: p = 350mmHg

Lại có: Cứ cao lên 12m áp suất khí quyển lại giảm khoảng 1mmHg.

=> Độ giảm áp suất tại độ cao h là:   mmHg

p = p₀ − Δp → Δp = p₀ – p = 760 – 350 = 310mmHg

↔   = 310 → h  = 3720m 

Câu 3: Khi đặt ống Toorrixeli ở chân một quả núi, cột thủy ngân có độ cao 752mm. Khi đặt nó ở ngọn núi, cột thủy ngân cao 708mm. Tính độ cao của ngọn núi so với chân núi. Biết rằng cứ lên cao 12m thì áp suất khí quyển giảm 1mmHg và tại mặt đất áp suất khí quyển là 760mmHg.

Giải:

Ta có, độ lớn của áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li

=> Áp suất tại chân và đỉnh núi lần lượt là:

p₁ = 752mmHg, p₂ = 708mmHg

Lại có: cứ cao lên 12m áp suất khí quyển lại giảm khoảng 1mmHg.

Gọi độ cao của chân núi so mặt đất và độ cao của đỉnh núi so với mặt đất lần lượt là: h₁, h₂

=> Độ giảm áp suất tại chân núi và đỉnh núi là:

Ta có:

Ta suy ra:

 -  =  -  = 52 – 8 = 14

  -  = 528 m