Một bình chứa 500,0 g helium (He) ở áp suất 5,0.105 Pa và nhiệt độ 27 độ C. Cho rằng khí He trong bình

Giải Vật lí 12 Cánh diều Bài tập chủ đề 2 trang 48

Bài 10 trang 50 Vật lí 12: Một bình chứa 500,0 g helium (He) ở áp suất 5,0.10⁵ Pa và nhiệt độ 27 °C. Cho rằng khí He trong bình là một khí lí tưởng.

a) Hãy tính số nguyên tử He trong bình. Biết khối lượng mol He là 4g/mol.

b) Tính thể tích binh.

c) Khi van của bình được mở ra trong một thời gian ngắn, một lượng nhỏ He thoát ra làm nhiệt độ của He giảm đáng kể. Giải thích tại sao nhiệt độ của He giảm.

Lời giải:

a)

$\begin{array}{l}n=\frac{m}{M}=\frac{500}{4}=125mol\\ N=n.N_A=125.6,{022.10}^{23}=7,{53.10}^{25}\end{array}$

b) $pV=nRT\Rightarrow V=\frac{nRT}{p}=\frac{125.8,31.300,15}{{5.10}^5}=62,4l$

c) Khi van mở ra, một lượng nhỏ He thoát ra ngoài.

+ Theo nguyên lý bảo toàn năng lượng, tổng năng lượng của hệ (bình và khí He) không đổi.

+ Do một lượng He thoát ra, năng lượng nội của phần khí He còn lại trong bình giảm.

+ Năng lượng nội giảm dẫn đến nhiệt độ giảm.