Có 0,4g khí Hidrô ở nhiệt độ \({27^0}C\), áp suất \({10^5}Pa\), được biến đổi trạng thái qua

Câu hỏi số 713158:

Vận dụng

Có 0,4g khí Hidrô ở nhiệt độ \({27^0}C\), áp suất \({10^5}Pa\), được biến đổi trạng thái qua hai giai đoạn: nén đẳng nhiệt đến áp suất tăng gấp đôi, sau đó cho dãn nở đẳng áp trở về thể tích ban đầu.

a) Xác định các thông số \(\left( {p,V,T} \right)\) chưa biết của từng trạng thái.

b) Vẽ đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ trục \(\left( {pOV} \right);\left( {VOT} \right);\left( {pOT} \right)\)

Xem lời giải

Câu hỏi:713158

Phương pháp giải

+ Áp dụng phương trình Clapeyron:\(p.V = n.R.T\)

+ Áp dụng định luật Boyle và định luật Charle.

+ Sử dụng đặc điểm đồ thị của các đẳng quá trình trong các hệ tọa độ.

Giải chi tiết

a) Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}m = 0,4g\\{T_1} = 273 + 27 = 300K\\{p_1} = {10^5}Pa\end{array} \right.\)

Áp dụng phương trình Clapeyron cho trạng thái 1 ta có:

\({p_1}.{V_1} = n.R.{T_1} \Rightarrow {p_1}.{V_1} = \dfrac{m}{M}.R.{T_1}\)

\( \Rightarrow {V_1} = \dfrac{{m.R.{T_1}}}{{M.{p_1}}} = \dfrac{{0,4.8,31.300}}{{{{2.10}^5}}} \approx {5.10^{ - 3}}\left( {{m^3}} \right) = 5\left( l \right)\)

\( \Rightarrow \) Các thông số \(\left( {p,V,T} \right)\) của trạng thái 1: \(\left\{ \begin{array}{l}{T_1} = 300K\\{p_1} = {10^5}Pa\\{V_1} = 5l\end{array} \right.\)

Trạng thái 2 có: \(\left\{ \begin{array}{l}{T_2} = 300K\\{p_2} = {2.10^5}Pa\\{V_2} = ?\end{array} \right.\)

Áp dụng định luật Boyle cho trạng thái 1 và trạng thái 2ta có:

\({p_1}.{V_1} = {p_2}.{V_2} \Rightarrow {V_2} = \dfrac{{{p_1}.{V_1}}}{{{p_2}}} = \dfrac{{{{10}^5}.5}}{{{{2.10}^5}}} = 2,6\left( l \right)\)

\( \Rightarrow \) Các thông số \(\left( {p,V,T} \right)\) của trạng thái 2: \(\left\{ \begin{array}{l}{T_2} = 300K\\{p_2} = {2.10^5}Pa\\{V_2} = 2,5\left( l \right)\end{array} \right.\)

Trạng thái 3 có: \(\left\{ \begin{array}{l}{T_3} = ?\\{p_3} = {2.10^5}Pa\\{V_3} = 5l\end{array} \right.\)

Áp dụng định luật Charles cho trạng thái 2 và trạng thái 3 ta có:

\(\dfrac{{{V_3}}}{{{T_3}}} = \dfrac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_3} = \dfrac{{{V_3}}}{{{V_2}}}.{T_2} = \dfrac{5}{{2,5}}.300 = 600K\)

\( \Rightarrow \) Các thông số \(\left( {p,V,T} \right)\) của trạng thái 3: \(\left\{ \begin{array}{l}{T_3} = 600K\\{p_3} = {2.10^5}Pa\\{V_3} = 5l\end{array} \right.\)

b) Sơ đồ biến đổi trạng thái:

\(\left( I \right):\left\{ \begin{array}{l}{T_1} = 300K\\{p_1} = {10^5}Pa\\{V_1} = 5l\end{array} \right. \to \left( {II} \right):\left\{ \begin{array}{l}{T_2} = 300K\\{p_2} = {2.10^5}Pa\\{V_2} = 2,5\left( l \right)\end{array} \right. \to \left( {III} \right):\left\{ \begin{array}{l}{T_3} = 600K\\{p_3} = {2.10^5}Pa\\{V_3} = 5l\end{array} \right.\)

* Đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ trục \(\left( {pOV} \right)\)

* Đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ trục \(\left( {VOT} \right)\):

* Đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ trục \(\left( {pOT} \right)\):

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.