Một bình chứa khí Oxygen O2 nén dùng trong y tế có khối lượng (bình và khí) 18 kg

22/28

Một bình chứa khí Oxygen \(\left( {{{\rm{O}}_2}} \right)\) nén dùng trong y tế có khối lượng (bình và khí) 18 kg , ở áp suất 15 MPa và nhiệt độ \({27^\circ }{\rm{C}}\). Biết khối lượng mol của \({{\rm{O}}_2}\) là \(32\;{\rm{g}}/{\rm{mol}}\), hằng số khí \({\rm{R}} = 8,31\;{\rm{J}}/{\rm{mol}} \cdot {\rm{K}}\). Coi khí \({{\rm{O}}_2}\) như khí lý tưởng. Khi sử dụng, người ta mở khóa bình để một phần khí được dẫn ra ngoài. Cho \({\rm{T}}({\rm{K}}) = {\rm{t}}\left( {^\circ {\rm{C}}} \right) + 273\).

Xả khí chậm, nhiệt độ khí trong bình coi như không đổi. Có thể áp dụng định luật Boyle cho quá trình biến đổi trạng thái khí trong bình.

ĐúngSai

Khối lượng riêng của khí trong bình ban đầu là \(193\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\) (kết quả đã được làm tròn đến chữ số hàng đơn vị).

ĐúngSai

Khi áp suất khí trong bình là 11 MPa , nhiệt độ trong bình vẫn là \({27^\circ }{\rm{C}}\), khối lượng của bình và khí còn lại \(17,3\;{\rm{kg}}\). Khối lượng khí trong bình ban đầu là \(2,6\;{\rm{kg}}\) (kết quả đã được làm tròn đến chữ số hàng phần mười).

ĐúngSai

Sử dụng bình để cung cấp khí \({{\rm{O}}_2}\) cho một người bệnh, biết rằng người này có thể tích phổi bình thường là 5,7 lít, thể tích phổi lúc hít vào là 6,0 lít, không khí trong phổi có áp suất bằng áp suất khí quyển (101 kPa) và nhiệt độ \({37^\circ }{\rm{C}}\). Giả sử số phân tử khí \({{\rm{O}}_2}\) luôn chiếm \(21\% \) số phân tử không khí có trong phổi. Mỗi lần người bệnh hít vào, khối lượng khí \({{\rm{O}}_2}\)mà bình cung cấp là 79 g.

ĐúngSai

Giải thích

a) Sai. Lượng khí trong bình thay đổi nên không áp dụng được định luật Boyle

b) Đúng. \(\frac{p}{{DT}} = \frac{R}{M} \Rightarrow \frac{{15 \cdot {{10}^6}}}{{D \cdot (27 + 273)}} = \frac{{8,31}}{{32 \cdot {{10}^{ - 3}}}} \Rightarrow D \approx 193\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\)

c) Đúng. \(\frac{{pV}}{T} = nR = \frac{m}{M} \cdot R \Rightarrow \frac{{{m_2}}}{{{m_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{{11}}{{15}}\)

\({m_1} - {m_2} = 18 - 17,3 = 0,7\;{\rm{kg}}\)

Từ (1) và (2) \( \Rightarrow {m_1} = 2,625\;{\rm{kg}}\)

d) Sai. \({n_{kk}} = {n_2} - {n_1} = \frac{{p\left( {{V_2} - {V_1}} \right)}}{{RT}} = \frac{{101 \cdot {{10}^3} \cdot (6 - 5,7) \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{8,31 \cdot (37 + 273)}} = \frac{{101}}{{8587}}\;{\rm{mol}}\)

\[{n_{{O_2}}} = 0,21{n_{kk}} = 0,21 \cdot \frac{{101}}{{8587}} \approx 2,47 \cdot {10^{ - 3}}\;{\rm{mol}}\]

\[{m_{{O_2}}} = {n_{{O_2}}}M = 2,47 \cdot {10^{ - 32}} \cdot 32 \approx 0,079\;{\rm{g}}\]