Bài toán 4:
a) Khi bóng bay lên cao, áp suất bên ngoài giảm, thể tích của bóng bay sẽ tăng.
Giải thích:
* Theo định luật Boyle-Mariotte: Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất của một lượng khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó (P.V = const).
* Khi bóng bay lên cao, áp suất bên ngoài giảm, để áp suất bên trong và bên ngoài cân bằng, thể tích của bóng bay sẽ tăng lên.
b) Khi áp suất giảm xuống còn 0,5 atm, thể tích của bóng bay sẽ tăng gấp đôi so với ban đầu.
Giải thích:
* Áp dụng định luật Boyle-Mariotte:
* P1.V1 = P2.V2
* 1 atm * V1 = 0.5 atm * V2
* => V2 = 2*V1
* Vậy, thể tích của bóng bay tăng gấp đôi khi áp suất giảm một nửa.
c) Đường biểu diễn sự thay đổi áp suất và thể tích của bóng bay trên hệ tọa độ (p, V) là một đường hyperbol.
Giải thích:
* Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí đẳng nhiệt là một đường hyperbol.
d) Nếu áp suất bên ngoài giảm tiếp xuống còn 0.25 atm, thì bóng có tiếp tục bay lên.
Giải thích:
* Nếu áp suất bên ngoài tiếp tục giảm, lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên bóng bay sẽ tăng, giúp bóng bay tiếp tục bay lên cho đến khi đạt đến một độ cao nhất định hoặc vỡ.
Bài toán 5:
a) Khi áp suất khí quyển giảm, cột thủy ngân trong phong vũ biểu sẽ giảm xuống.
Giải thích:
* Áp suất khí quyển tác dụng lên mặt thoáng của thủy ngân trong ống, khi áp suất khí quyển giảm, cột thủy ngân sẽ bị đẩy xuống thấp hơn.
b) Khi áp suất khí quyển ở đỉnh núi là 600 mmHg, thì áp suất ở đỉnh núi thấp hơn áp suất ở mặt đất là 150mmHg.
Giải thích:
* ΔP = P1 - P2 = 760 mmHg - 600 mmHg = 150 mmHg
c) Giả thiết rằng cứ lên cao 10m thì áp suất giảm 1mmHg nên độ cao của đỉnh núi là 1,5km.
Giải thích:
* Cách tính này chỉ là ước lượng và không chính xác vì áp suất khí quyển giảm không đều theo độ cao.
d) Nếu áp suất khí quyển tiếp tục giảm xuống còn 500 mmHg, cột thủy ngân trong phong vũ biểu sẽ giảm xuống dưới 600 mmHg.
Giải thích:
* Cột thủy ngân sẽ tiếp tục giảm khi áp suất khí quyển giảm.
Bài toán 6:
a) Áp suất của bọt khí ở độ sâu 150m dưới mực nước biển là (16.16\times10^{5}) Pa.
Giải thích:
* Áp suất tổng cộng tác dụng lên bọt khí bằng tổng áp suất khí quyển và áp suất do cột nước gây ra.
* P = P0 + ρgh
b) Khi bọt khí nổi lên mặt nước, áp suất của bọt khí nhỏ hơn áp suất khí quyển P0 = 1.02 x 105 Pa.
Giải thích:
* Khi lên mặt nước, áp suất tác dụng lên bọt khí chỉ còn bằng áp suất khí quyển.
c) Vì nhiệt độ của bọt khí là không đổi nên có thể áp dụng định luật Boyle đối với trạng thái ở trên mặt nước và dưới mặt nước 150 m.
Giải thích:
* Đúng, vì nhiệt độ không đổi nên có thể áp dụng định luật Boyle.
d) Khi bọt khí nổi lên mặt nước thì sẽ có thể tích là 23 cm³.