Có m = 1 g khí helium trong xi lanh, ban đầu có thể tích V1 = 4,2 lít nhiệt độ t1 = 27°C. Khí được biến đổi theo một chu trình kín gồm 3 giai đoạn:Giai đoạn 1: Giãn nở đẳng áp, thể tích tăng

Hướng dẫn giải:

Các trạng thái khí:

- Trạng thái 1: \({{\rm{p}}_1},\;{{\rm{V}}_1} = 4,2\ell ,\;{{\rm{T}}_1} = 27 + 273 = 300\;{\rm{K}} \Rightarrow {{\rm{p}}_1} = \frac{{\rm{m}}}{\mu }\frac{{{\rm{R}}{{\rm{T}}_1}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} = \frac{1}{4} \cdot \frac{{0,084 \cdot 300}}{{4,2}} = 1,5\) atm

- Trạng thái 2: \({{\rm{p}}_2} = {{\rm{p}}_1},\;{{\rm{V}}_2} = 6,3\;\ell ,\;{{\rm{T}}_2}\).

- Trạng thái 3: \({{\rm{p}}_3},\;{{\rm{V}}_3},\;{{\rm{T}}_3} = {{\rm{T}}_2}\).

- Trạng thái 4: \({{\rm{p}}_4} = {{\rm{p}}_1};{{\rm{V}}_4} = {{\rm{V}}_3} = {{\rm{V}}_1};{{\rm{T}}_4} = {{\rm{T}}_1}\).

Quá trình (1)-(2): (Đẳng áp): \[{{\rm{T}}_2} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_1}}} \cdot {{\rm{T}}_1} = \frac{{6,3}}{{4,2}} \cdot 300 = 450\;{\rm{K}}\]

Quá trình (2)-(3): (Đẳng nhiệt): \({{\rm{p}}_3} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{\;{{\rm{V}}_3}}} \cdot {{\rm{p}}_2} = \frac{{6,3}}{{4,2}} \cdot 1,5 = 2,25\) atm.

Quá trình (3)-(4): (Đẳng tích): \({{\rm{V}}_4} = {{\rm{V}}_3} = {{\rm{V}}_1} = 4,2\;{\rm{L}}((4) \equiv (1))\)