Một bình xịt sơn có dung tích tổng cộng là 500 ml. Nhà sản xuất đã nạp vào bình 300 ml sơn lỏng và 200 ml khí nén trơ ở áp suất 6 atm. Khi người dùng ấn nút, áp suất cao của khí nén sẽ đẩy sơ
20/28
Một bình xịt sơn có dung tích tổng cộng là 500 ml. Nhà sản xuất đã nạp vào bình 300 ml sơn lỏng và 200 ml khí nén trơ ở áp suất 6 atm. Khi người dùng ấn nút, áp suất cao của khí nén sẽ đẩy sơn lỏng trào lên ống dẫn và phun ra ngoài, phần khí nén sẽ dãn nở lấp đầy không gian trống do sơn để lại. Để sơn phun ra đều, sách hướng dẫn khuyên người dùng nên xịt thành các nhát ngắn, ngắt quãng. Giả sử nhờ cách xịt này, nhiệt độ của khối khí nén bên trong bình luôn không đổi. Biết áp suất khí quyển bên ngoài là 1 atm và xem như khí nén là khí lí tưởng.
Quá trình dãn nở của khối khí nén trong bình khi xịt sơn tuân theo định luật Charles.
Trong quá trình xịt, sơn được đẩy ra ngoài nhờ quá trình thực hiện công của khí.
Khi người dùng xịt ra ngoài 100 ml sơn lỏng, áp suất khí nén trong bình sẽ giảm xuống còn 4 atm.
Sau khi xịt cạn toàn bộ sơn, nếu người dùng tiếp tục ấn giữ nút xịt để xả khí cho đến khi áp suất trong bình cân bằng với áp suất khí quyển thì khối lượng khí nén đã thoát ra ngoài bằng \(\frac{5}{12}\) khối khí nén ban đầu.
a) SAI
Quá trình dãn nở của khối khí nén trong bình xịt sơn tuân theo định luật Boyle.
b) ĐÚNG
Trong quá trình xịt, khí dãn nở ra chứng tỏ khí đã thực hiện công và đẩy sơn ra bên ngoài.
c) ĐÚNG
Áp suất khí nén trong bình khi đã dùng hết 100ml sơn:
\({p}_{1}.{V}_{1}={p}_{2}.{V}_{2}\)
\(⟺6∙200={p}_{2}∙\left. 200+100 \right.\)
\(⟹{p}_{2}=4 atm.\)
d) SAI
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khối khí lúc ban đầu (bình còn nguyên) và khối khí còn lại trong bình có áp suất bằng 1 atm:
+ Lúc đầu: \({p}_{1}.{V}_{1}={n}_{1}.R.T (1)\)
+ Lúc sau: \({p}^{'}.{V}^{'}={n}^{'}.R.T(2)\)
Lập tỉ số (1) và (2), ta được:
\(\frac{{p}_{1}.{V}_{1}}{{p}^{'}.{V}^{'}}=\frac{{n}_{1}}{{n}^{'}}\)
\(⟺\frac{6∙200}{1∙500}=\frac{{n}_{1}}{{n}^{'}}\)
\(⟹{n}^{'}=\frac{5}{12}{n}_{1}\)
Vậy lượng khí đã thoát ra ngoài: \(∆n={n}_{1}-{n}^{'}=\left. 1-\frac{5}{12} \right..{n}_{1}=\frac{7}{12}{n}_{1}.\)