Người ta đốt nóng cho dãn nở đẳng áp 20 g ôxi ở áp suất 2,8 at và nhiệt độ 27 oC đến thể tích 8 lít. Cho ôxi có μ = 32g/mol, lấy R = 8,31J/mol.K, nhiệt dung riêng đẳng áp Cp = 0,91.103 J/kg.K; 1at = 9,81.104N/m2. Độ biến thiên nội năng của khí trong quá trình dãn nở là:
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Ở trạng thái cuối ta có:
+ Thể tích: V2 = 8.10-3 m3
+ Áp suất: p = 2,8 at = 2,8.9,81.104 N/m2.
Mặt khác:
\( P{V_2} = \frac{m}{M}R{T_2} \to {T_2} = \frac{{P{V_2}M}}{{mR}} = \frac{{{{2,8.9,81.10}^4}{{.8.10}^{ - 3}}.32}}{{20.8,31}} = {423,1^0}K\)
+ Công của khí sinh ra khi dãn nở trong quá trình đẳng áp:
\(A=p\Delta V=P(V_2-V_1)=pV_2-pV_1\)
+ Chú ý rằng:
\( P{V_1} = \frac{m}{M}R{T_1};P{V_2} = \frac{m}{M}R{T_2} \to A = \frac{m}{M}R{T_2} - \frac{m}{M}R{T_1} = \frac{m}{M}R({T_2} - {T_1}) = \frac{{20}}{{32}}.8,31(423,1 - 300) = 639,35J\)
+ Độ biến thiên nội năng: ∆U = A + Q
Với quy ước dấu, khí sinh công A < 0, nhận nhiệt Q > 0.
Trong đó:
\(Q=mC_p(T_2-T_1)=20.10^{-3}.0,91.10^3(423,1-300)=2240,42J\)
+ Độ biến thiên nội năng của khí trong quá trình dãn nở là:
\(\Delta U =Q-A=2240,42-639,35=1601,07J\)
