Người ta nung đẳng áp 7 g khí Nitơ (N2) ở áp suất 3 atm và nhiệt độ ban đầu 27
oC
để khối khí giãn nở đến thể tích 5 lít. Tính:
a) Công khối khí sinh ra khi giãn nở. b) Độ biến thiên nội năng của khối khí. c) Nhiệt lượng cung cấp cho khối kh
Người ta nung đẳng áp 7 g khí Nitơ (N2) ở áp suất 3 atm và nhiệt độ ban đầu 27
oC
để khối khí giãn nở đến thể tích 5 lít. Tính:
a) Công khối khí sinh ra khi giãn nở. b) Độ biến thiên nội năng của khối khí. c) Nhiệt lượng cung cấp cho khối kh
Đáp án:
a. Thể tích ban đầu của khối khí:
\[pV = \frac{m}{\mu }RT \Rightarrow V = \frac{{mRT}}{{\mu p}} = \frac{{7.8,31.\left( {27 + 273} \right)}}{{{{14.3.10}^5}}} = 4,{155.10^{ – 3}}{m^3} = 4,155l\]
Công của khối khí là:
\[A’ = p\Delta V = {3.10^5}.\left( {{{5.10}^{ – 3}} – 4,{{155.10}^{ – 3}}} \right) = 253,5J\]
b.Áp dụng phương trình đẳng áp:
\[\frac{{V’}}{{T’}} = \frac{V}{T} \Leftrightarrow \frac{5}{{T’}} = \frac{{4,155}}{{300}} \Leftrightarrow T’ = 361K\]
ĐỘ biến thiên nội năng:
\[\Delta U = n{C_P}\Delta T = \frac{m}{\mu }\frac{7}{2}R.\left( {T’ – T} \right) = \frac{7}{{14}}.\frac{7}{2}.8,31.\left( {361 – 300} \right) = 887,1J\]
c.Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí là:
\[Q = A’ + \Delta U = 253,5 + 887,1 = 1140,6J\]