Một khối lượng m = 1 g khí helium trong xilanh, ban đầu có thể tích $V_{1} = 4,1\,\, lit$, nhiệt độ

Câu hỏi số 810923:

Vận dụng

Một khối lượng m = 1 g khí helium trong xilanh, ban đầu có thể tích $V_{1} = 4,1\,\, lit$, nhiệt độ $t_{1} = 27^{0}C$. Khí được biến đổi theo một chu trình kín gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Giãn nở đẳng áp, thể tích tăng lên đến 6,15 lit.

- Giai đoạn 2: Nén đẳng nhiệt về thể tích ban đầu.

- Giai đoạn 3: Làm lạnh đẳng tích về nhiệt độ ban đầu.

a) Vẽ đồ thị biểu diễn chu trình trong hệ toạ độ (V, T).

b) Tìm nhiệt độ và áp suất (tính theo đơn vị atm) lớn nhất đạt được trong chu trình biến đổi.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:810923

Phương pháp giải

Sử dụng lý thuyết các đẳng quá trình, cách vẽ đồ thị đường đẳng nhiệt, đẳng áp.

Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: $\dfrac{pV}{T} = const$.

Phương trình Clapeyron: pV = nRT.

Giải chi tiết

a) Áp dụng phương trình Clapeyron tại trạng thái (1), ta có:

$\begin{array}{l} \left. p_{1}V_{1} = \dfrac{m}{M}RT_{1}\Rightarrow p_{1}.4,1 = \dfrac{1}{4}.0,082.\left( {27 + 273} \right) \right. \\ \left. \Rightarrow p_{1} = 1,5\,\,\left( {atm} \right) \right. \end{array}$

Ta có bảng thông số các trạng thái:

Trong giai đoạn 1 quá trình đẳng áp ta có:

$\left. \dfrac{V_{1}}{T_{1}} = \dfrac{V_{2}}{T_{2}}\Rightarrow T_{2} = T_{1}.\dfrac{V_{2}}{V_{1}} = 300.\dfrac{6,15}{4,1} = 450\,\,(K) \right.$

Trong giai đoạn 2 quá trình đẳng nhiệt ta có:

$\left. p_{2}V_{2} = p_{3}V_{3}\Rightarrow p_{3} = p_{2}.\dfrac{V_{2}}{V_{3}} = 1,5.\dfrac{6,15}{4,1} = 2,25\,\,\left( {atm} \right) \right.$

Ta có đồ thị:

b) Từ đồ thị ta thấy nhiệt độ lớn nhất khí đạt được 450 K = $177^{0}C$.

Áp suất lớn nhất khí đạt được ở trạng thái 3 là 2,25 atm.

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, 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.