Một xi lanh đặt nằm ngang có pit-tông chuyển động được (ma sát giữa xi lanh và pit-tông không đáng kể), chứa 2 g khí Helium (He), khối khí thực hiện chu trình biến đổi trạng thái từ (1) ® (2) ® (3) ® (4) ® (1) được biểu diễn trên giãn đồ P – T như hình vẽ. Cho p0 = 1,5.105 Pa, T0 = 300 K.
Biết khối lượng mol của Helium là 4 g/mol; R = 8,31 J/(mol.K).
a) Chu trình biến đổi trạng thái của khối khí gồm các quá trình sau: (1) ® (2) là đẳng áp; (2) ® (3) là đẳng nhiệt; (3) ® (4) là đẳng áp; (4) ® (1) là đẳng tích.
b) Số mol của lượng khí Helium chứa trong bình là 0,25 mol.
c) Thể tích của khối khí khi ở trạng thái (4) là V4 = 2,77 lít.
d) Trong giai đoạn biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) công mà khối khí đã thực hiện là 831 J.
a) Chu trình biến đổi trạng thái của khối khí gồm các quá trình sau: (1) ® (2) là đẳng áp; (2) ® (3) là đẳng nhiệt; (3) ® (4) là đẳng áp; (4) ® (1) là đẳng tích.
b) Số mol của lượng khí Helium chứa trong bình là 0,25 mol.
c) Thể tích của khối khí khi ở trạng thái (4) là V4 = 2,77 lít.
d) Trong giai đoạn biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) công mà khối khí đã thực hiện là 831 J.
Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng pV = nRT
Xác định các quá trình dựa trên đồ thị p − T.
Tính toán thể tích dựa vào áp suất và nhiệt độ.
Tính công thực hiện theo quá trình đẳng áp W = pΔV
a) Chu trình biến đổi trạng thái của khối khí gồm các quá trình sau: (1) – (2) là đẳng áp; (2) – (3) là đẳng nhiệt; (3) – (4) là đẳng áp; (4) – (1) là đẳng tích.
→ Đúng
b) Số mol của lượng khí Helium chứa trong bình là: \({n_{He}} = \frac{{{m_{He}}}}{{{M_{He}}}} = \frac{2}{4} = 0,5mol\)
→ Sai
c) Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí ở trạng thái (1), ta được:
\({p_1}{V_1} = {n_{He}}.R.{T_1} \to {V_1} = \frac{{{n_{He}}.R.{T_1}}}{{{p_1}}} = \frac{{{n_{He}}.R.{T_1}}}{{3{p_0}}} = \frac{{0,5.8,31.300}}{{{{3.1,5.10}^5}}} = 0,00277{m^3} = 2,77l\)
Quá trình biến đổi từ trạng thái (4) sang trạng thái (1) là quá trình đẳng tích nên V4 = V1 = 2,77 lít
→ Đúng
d) Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí ở trạng thái (2), ta được:
\({p_2}{V_2} = {n_{He}}.R.{T_2} \to {V_2} = \frac{{{n_{He}}.R.{T_2}}}{{{p_2}}} = \frac{{{n_{He}}.R.{T_2}}}{{3{p_0}}} = \frac{{0,5.8,31.3.300}}{{{{3.1,5.10}^5}}} = 0,00831{m^3} = 8,31l\)
Trong giai đoạn biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), áp suất không đổi nên công mà khối khí đã thực hiện là:
\(A = Fd.\cos \left( {\overrightarrow F ,\overrightarrow d } \right) = p.S.d.\cos 0^\circ = p.\Delta V = 3{p_0}({V_2} - {V_1}) = {3.1,5.10^5}(0,00831 - 0,00277) = 2493J\)
→ Sai
Danh sách bình luận