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

Một lượng khí lí tưởng có áp suất ban đầu 180 kPa, thể tích 3,0 L và nhiệt độ 360 K. Sau quá trình biến đổi, nhiệt độ của khí giảm xuống 300 K, thể tích tăng lên 3,6 L. Xét các phát biểu sau:

16/30

Một lượng khí lí tưởng có áp suất ban đầu 180 kPa, thể tích 3,0 L và nhiệt độ 360 K. Sau quá trình biến đổi, nhiệt độ của khí giảm xuống 300 K, thể tích tăng lên 3,6 L. Xét các phát biểu sau:

a

Áp suất cuối của khí bằng 125 kPa.

ĐúngSai
b

Áp suất của khí giảm sau quá trình biến đổi.

ĐúngSai
c

Tích \(pV\) ở trạng thái cuối nhỏ hơn trạng thái đầu.

ĐúngSai
d

Nếu thể tích cuối chỉ tăng lên 3,3 L thì áp suất cuối sẽ lớn hơn 125 kPa.

ĐúngSai
Giải thích

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

Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng: \(\frac{{180 \times 3,0}}{{360}} = \frac{{{p_2} \times 3,6}}{{300}}\).

Suy ra \({p_2} = \frac{{180 \times 3,0 \times 300}}{{360 \times 3,6}} = 125\)kPa.

Do \(125 < 180\)nên áp suất giảm. Vì vậy phát biểu b đúng.

Ta có \({p_1}{V_1} = 540\)và \({p_2}{V_2} = 450\), nên tích \(pV\) giảm, phù hợp với nhiệt độ tuyệt đối giảm từ 360 K xuống 300 K. Vì vậy phát biểu c đúng.

Nếu \({V_2} = 3,3\)L thì \({p_2} = \frac{{180 \times 3,0 \times 300}}{{360 \times 3,3}} \approx 136,4\) kPa, lớn hơn 125 kPa. Vì vậy phát biểu d đúng.