Một căn phòng có thể tích phần không gian bên trong là 50 m^3. Vào một ngày mùa hè, nhiệt độ trong ngôi nhà vào buổi sáng sớm là \({25^ \circ }{\rm{C}}\) và đến giữa trưa
a) Độ tăng nhiệt độ từ buổi sáng sớm đến giữa trưa là \({\rm{\Delta }}T = {\rm{\Delta }}t = 37 - 25 = 12K\).
a sai.
b) Đúng. Nhiệt độ tỉ lệ thuận với động năng tịnh tiến trung bình của phân tử. Do nhiệt độ buổi trưa (310 K) lớn hơn buổi sáng (298 K) nên các phân tử khí ở buổi trưa sẽ chuyển động nhiệt nhanh hơn.
đúng.
c) Nhiệt độ buổi sáng là \({T_1} = 25 + 273 = 298K\). Hằng số khí lí tưởng \(R \approx 8,31J/\left( {{\rm{mol}}.{\rm{K}}} \right)\) và hằng số Avogadro \({N_A} \approx 6,{02.10^{23}}{\rm{\;mo}}{{\rm{l}}^{ - 1}}\).
Áp dụng phương trình Clapeyron: \(pV = {n_1}R{T_1}\)
Số mol không khí trong phòng vào buổi sáng là:
\({n_1} = \frac{{p.V}}{{R.{T_1}}} = \frac{{1,{{013.10}^5}.50}}{{8,31.298}} \approx 2045,3{\rm{\;mol}}\)
Số phân tử khí có trong ngôi nhà vào buổi sáng sớm là:
\({N_1} = {n_1}.{N_A} = 2045,3.6,{02.10^{23}} \approx 1,{23.10^{27}}\) phân tử.
c đúng.
d) Nhiệt độ buổi trưa là \({T_2} = 37 + 273 = 310K\).
Khối lượng không khí trong phòng vào buổi sáng là:
\({m_1} = {n_1}.\mu = 2045,{3.29.10^{ - 3}} \approx 59,31{\rm{\;kg}}\).
Số mol không khí trong phòng vào buổi trưa là:
\({n_2} = \frac{{p.V}}{{R.{T_2}}} = \frac{{1,{{013.10}^5}.50}}{{8,31.310}} \approx 1966,2{\rm{\;mol}}\)
Khối lượng không khí trong phòng vào buổi trưa là:
\({m_2} = {n_2}.\mu = 1966,{2.29.10^{ - 3}} \approx 57,02{\rm{\;kg}}\)
Khối lượng không khí đã thoát ra khỏi phòng là:
\({\rm{\Delta }}m = {m_1} - {m_2} = 59,31 - 57,02 = 2,29{\rm{\;kg}}\)
d sai.