Hình bên là mô hình máy nén khí 1 pition có dung tích bình chứa khí là 35 lít. Mỗi lần nén, khi piston xuống thấp nhất có 100 cm^3 không khí áp suất 1 bar
23/28
Hình bên là mô hình máy nén khí 1 pition có dung tích bình chứa khí là 35 lít. Mỗi lần nén, khi piston xuống thấp nhất có \(100{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^3}\) không khí áp suất 1 bar (\(1{\rm{bar}} = {10^5}{\rm{\;Pa}}\) ) được hút vào xilanh, khi piston lên đến điểm cao nhất thì toàn bộ không khí trong xilanh được nén vào bình chứa khí. Áp suất tối đa trong bình chứa khí là 8 bar. Coi nhiệt độ không khí trong cả quá trình nén không thay đổi bằng \({27^ \circ }{\rm{C}}.\)
Ban đầu trong bình đã có không khí ở \({27^ \circ }{\rm{C}}\), áp suất 1 bar. Sau 28000 vòng quay của trục khuỷu thì áp suất khí trong bình đạt giới hạn tối đa.
Khi pitton chyển động từ dưới lên, trong lúc van khí còn đóng thì có thể xem lượng khí trong xi lanh đang bị nén đẳng nhiệt
Sau mỗi vòng quay của trục khuỷu, có \({2.10^{ - 3}}\) mol khí được nén vào bình chứa khí.
Khi pitton chuyển động từ trên xuống, áp suất khí trong xilanh không đổi nhưng thể tích khí tăng lên nên số phân tử khi trong xilanh cũng tăng lên.
a) Sau 28000 vòng quay thì lượng khí đưa được vào bình là:
\(V = 28000.100 = 2,{8.10^6}\left( {c{m^3}} \right) = 2,{8.10^3}\left( \ell \right)\)
Vì nhiệt độ của khí là không đổi nên áp dụng định luật Boyle:
\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow 1.\left( {2,{{8.10}^3} + 35} \right) = 35.{p_2} \Rightarrow {p_2} = 81\left( {{\rm{bar}}} \right)\)
→ a sai.
b) Vì lượng khí là xác định và nhiệt độ của khí không đổi nên có thể coi quá trình biến đổi của khí là nén đẳng nhiệt.
\( \to \) b đúng.
c) Sau mỗi vòng quay của trục khuỷu, có \(100{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^3}\) khí được nén vào bình chứa khí dó đó ta có:
\(pV = nRT \Rightarrow {10^5}{.100.10^{ - 6}} = n.8,31.\left( {27 + 273} \right) \Rightarrow n \approx {4.10^{ - 3}}\left( {{\rm{mol}}} \right)\)
→ c sai.
d) Khi piston đi xuống, van hút mở ra. Áp suất trong xi lanh xấp xỉ áp suất khí quyển (không đổi), thể tích tăng dần và không khí từ bên ngoài tràn vào. Do đó, số lượng phân tử khí trong xi lanh tăng lên.
→ d đúng.