Bài tập Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng lớp 12 (có lời giải)

Một lượng khí có trạng thái đầu: p1 = 120kPa, V1 = 5,0L, T1 = 300K. Sau quá trình biến đổi, nhiệt độ tăng lên 360 K và áp suất tăng lên 180 kPa. Xét các phát biểu sau:

20/30

Một lượng khí có trạng thái đầu: \({p_1} = 120\)kPa, \({V_1} = 5,0\)L, \({T_1} = 300\)K. Sau quá trình biến đổi, nhiệt độ tăng lên 360 K và áp suất tăng lên 180 kPa. Xét các phát biểu sau:

a

Thể tích cuối bằng 4,0 L.

ĐúngSai
b

Thể tích của khí giảm 20%.

ĐúngSai
c

Tích \(pV\) tăng đúng bằng tỉ lệ tăng của nhiệt độ tuyệt đối.

ĐúngSai
d

Nếu áp suất cuối chỉ bằng 150 kPa thì thể tích cuối sẽ lớn hơn 4,0 L.

ĐúngSai
Giải thích

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Áp dụng phương trình trạng thái: \(\frac{{120 \times 5,0}}{{300}} = \frac{{180 \times {V_2}}}{{360}}\).

Suy ra \({V_2} = \frac{{120 \times 5,0 \times 360}}{{300 \times 180}} = 4,0\)L.

Thể tích giảm từ 5,0 L xuống 4,0 L, tức giảm 20%. Vì vậy phát biểu b đúng.

Ta có \(\frac{{{p_2}{V_2}}}{{{p_1}{V_1}}} = \frac{{180 \times 4,0}}{{120 \times 5,0}} = 1,2 = \frac{{360}}{{300}}\), phù hợp với phương trình trạng thái. Vì vậy phát biểu c đúng.

Nếu áp suất cuối là 150 kPa thì \({V_2} = \frac{{120 \times 5,0 \times 360}}{{300 \times 150}} = 4,8\)L, lớn hơn 4,0 L. Vì vậy phát biểu d đúng.