Quả bóng thời tiết hay còn gọi là bóng thám không, là một công cụ quan trọng trong việc thu thập dữ liệu khí tượng phục vụ dự báo thời tiết. Nó hoạt động như sau:

• Thả bóng: Quả bóng được thả từ các địa điểm quan sát trên khắp thế giới, thường là hai lần mỗi ngày vào 0 giờ và 12 giờ quốc tế.

• Thu thập dữ liệu: Khi được thả, bóng thám không bắt đầu đo các thông số như nhiệt độ, độ ẩm tương đối, áp suất, tốc độ gió và hướng gió.

• Truyền dữ liệu: Các thông tin thu thập được sẽ được truyền về đài quan sát thông qua các thiết bị đo lường và truyền tin gắn trên bóng.

• Định vị gió: Bóng thám không có thể đo tốc độ gió bằng radar, sóng vô tuyến, hoặc Hệ thống định vị toàn cầu (GPS).

• Đạt độ cao lớn: Bóng có thể đạt đến độ cao 40 km hoặc hơn, trước khi áp suất giảm dần làm cho quả bóng giãn nở đến giới hạn và vơ.

• Quả bóng thời tiết cung cấp dữ liệu quý giá giúp dự đoán điều kiện thời tiết hiện tại và hỗ trợ các công nghệ dự đoán thời tiết. Đây là một phần không thể thiếu trong hệ thống quan sát toàn cầu về thời tiết.

Quả bóng thời tiết sẽ bị nổ ở áp suất 27640 Pa và thể tích tăng tới \(39,5\;{{\rm{m}}^3}.\) Một quả bóng thời tiết được thả vào không gian, khí trong nó có thể tích \(15,8\;{{\rm{m}}^3}\) và áp suất ban đầu bằng \(105000\;{\rm{Pa}}\) và nhiệt độ là ${27}^{°}\text{C}.$ Khi quả bóng đó bị nổ, nhiệt độ của khí bằng bao nhiêu ${}^{°}\text{C}$?

Áp suất của khí lí tưởng là 2,00 MPa, số phân tử khí trong 1,00 cm³ là \(4,84 \cdot {10^{20}}.\) Xác định:

a) Động năng trung bình của phân từ khí tính theo đơn vị J.

b) Nhiệt độ của khí tính theo đơn vị kelvin.

Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử \(\sqrt {\sqrt {{v^2}} } \) nitrogen ở $0^{°}\text{C}$ là

Một bình chứa hình trụ có thể tích \(0,96{\rm{d}}{{\rm{m}}^3}\), chứa khí nitrogen \(\left( {{{\rm{N}}_2}} \right)\) ở áp suất 1,2 atm. Một pít-tông nén từ từ khí đến áp suất \(5,0\;{\rm{atm}}.\) Nhiệt độ của khí không đổi. Tính thể tích cuối cùng của khí theo \({\rm{d}}{{\rm{m}}^3}.\)

a) Áp suất của khí tăng lên bằng cách làm tăng nhiệt độ ở thể tích không đổi, tương ứng động năng trung bình của các phân tử đã tăng theo sự tăng nhiệt độ.

b) Khi giữ nhiệt độ không đổi, dù thể tích tăng, áp suất giàm nhưng động năng trung bình của các phân từ vẫn không thay đổi.

c) Khi tốc độ của mỗi phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất cũng tăng lên gấp đôi.

d) Nhiệt độ và thể tích của khối khí.

Một khối khí ở nhiệt độ ${27}^{°}\text{C}$ có áp suất \(p = 3 \cdot {10^{ - 9}}\;{\rm{N}}/{{\rm{m}}^2}.\) Hằng số Boltzmann \(k = 1,38 \cdot {10^{ - 23}}\;{\rm{J}}/{\rm{K}}.\) Số lượng phân tử trên mỗi \({\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\) của khối khí khoảng

d) Khi khối khí giảm nhiệt độ, tương ứng động năng trung bình của các phân tử khí cũng giảm nhưng giảm chậm hơn sự giảm nhiệt độ.

Một máy hút chân không làm giàm áp suất khí nitrogen trong một bình kín tới \(9,0 \cdot {10^{ - 10}}\;{\rm{Pa}}\) ờ nhiệt độ $27,0^{°}\text{C}.$ Tính số phân từ khí trong thể tích \(1,0\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}.\)

Đại lượng Nm là tổng khối lượng của các phân tử khí, tức là khối lượng của một lượng khí xác định. Ở nhiệt độ phòng, mật độ không khí xấp xi \(1,29\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\) ở áp suất \(1,{00.10^5}\;{\rm{Pa}}.\) Sử dụng những số liệu này để suy ra giá trị \(\sqrt {\overline {{v^2}} } .\)

a) Các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng.

c) Các phân tử chất khí không va chạm với nhau.

d) Các phân tử chất khí gây ra áp suất khi va chạm với thành bình chứa.

Trong 24 mol khí hydrogen \(\left( {{{\rm{H}}_2}} \right)\) có bao nhiêu phân tử hydrogen \(\left( {{{\rm{H}}_2}} \right)\)?