**Câu 1:**
Để tính nhiệt độ khối khí khi nén, ta sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
\[
\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}
\]
Trong đó:
- \( p_1 = 15 \, \text{atm} \)
- \( V_1 = 2 \, \text{lít} = 2000 \, \text{cm}^3 \)
- \( T_1 = 27 \, \text{°C} = 27 + 273 = 300 \, \text{K} \)
- \( p_2 = 18 \, \text{atm} \)
- \( V_2 = 200 \, \text{cm}^3 \)
Thay các giá trị vào phương trình:
\[
\frac{15 \times 2000}{300} = \frac{18 \times 200}{T_2}
\]
Giải phương trình trên:
\[
\frac{30000}{300} = \frac{3600}{T_2}
\]
\[
100 = \frac{3600}{T_2}
\]
\[
T_2 = \frac{3600}{100} = 36 \, \text{K}
\]
Chuyển đổi sang độ Celsius:
\[
T_2 = 36 - 273 = -237 \, \text{°C}
\]
**Đáp án:** -237 °C
---
**Câu 2:**
Để tính thể tích không khí mà vận động viên hít vào, ta sử dụng công thức:
\[
V = \frac{m}{\rho}
\]
Trong đó:
- \( m = 2 \, \text{g} = 0.002 \, \text{kg} \)
- Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn là \( \rho = 1.29 \, \text{kg/m}^3 \)
Tính thể tích không khí ở điều kiện chuẩn:
\[
V = \frac{0.002}{1.29} \approx 0.00155 \, \text{m}^3 = 1.55 \, \text{lít}
\]
Tuy nhiên, ở trên núi cao, áp suất và nhiệt độ khác, ta cần tính lại thể tích không khí theo điều kiện mới.
Áp suất ở trên núi là \( p = 79.8 \, \text{kPa} = 0.798 \, \text{atm} \) và nhiệt độ là \( T = -13 \, \text{°C} = 260 \, \text{K} \).
Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
\[
\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}
\]
Với \( p_1 = 101.3 \, \text{kPa} \), \( T_1 = 273 \, \text{K} \), và \( V_1 = 1.55 \, \text{lít} \):
\[
\frac{101.3 \times 1.55}{273} = \frac{79.8 \times V_2}{260}
\]
Giải phương trình trên để tìm \( V_2 \):
\[
\frac{101.3 \times 1.55 \times 260}{273 \times 79.8} = V_2
\]
Tính toán:
\[
V_2 \approx 1.87 \, \text{lít}
\]
**Đáp án:** 1.87 lít
---
**Câu 3:**
Để tính áp suất khí trong bình sau 1000 lần nén, ta sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
\[
\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}
\]
Trong đó:
- \( p_1 = 1 \, \text{atm} \)
- \( V_1 = 4 \, \text{lít} = 0.004 \, \text{m}^3 \)
- \( T_1 = 27 \, \text{°C} = 300 \, \text{K} \)
- \( T_2 = 42 \, \text{°C} = 315 \, \text{K} \)
- \( V_2 = 2 \, \text{m}^3 \)
Sau 1000 lần nén, thể tích khí trong bình là:
\[
V_{total} = 1000 \times 0.004 = 4 \, \text{m}^3
\]
Áp suất trong bình sẽ là:
\[
\frac{1 \times 0.004}{300} = \frac{p_2 \times 2}{315}
\]
Giải phương trình trên:
\[
p_2 = \frac{1 \times 0.004 \times 315}{300 \times 2}
\]
Tính toán:
\[
p_2 \approx 2.1 \, \text{atm}
\]
**Đáp án:** 2.1 atm