Một mol khí helium (xem là khí lí tưởng) được chứa trong một xi lanh kín nằm ngang có pit-tông có thể chuyển động không ma sát. Khối khí thực hiện quá trình biến đổi trạng thái được biểu diễn

a) ĐÚNG
Từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của \(V\) vào \(T\) là đoạn thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ nên đây là quá trình đẳng áp.

Mà thể tích của khối khí giảm.

Vậy, từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), khối khí thực hiện quá trình nén đẳng áp.

b) SAI
Khối lượng riêng của khối khí \(D=\frac{m}{V}.\)
Mà: khối lượng khối khí không đổi và \(V_1=V_3>V_2\)

\[
Suy\ ra:\ D_1=D_3<D_2.
\]

c) SAI

Công mà khối khí nhận được trong quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) có độ lớn bằng:

\[
A=p_2.(V_1-V_2)
=p_1V_1-p_2V_2
=nR(T_1-T_2).
\]

Độ biến thiên nội năng của khối khí trong quá trình biến đổi trạng thái từ (1) sang (2) là:

\[
\Delta U=A+Q=U_2-U_1
\Rightarrow
\frac{3}{2}nR(T_2-T_1)
=
nR(T_1-T_2)+Q
\]

\[
\Rightarrow
Q=-\frac{5}{2}nR(T_1-T_2)
\]

\[
Thay\ số,\ ta\ được:
\]

\[
Q
=
-\frac{5}{2}.1{,}8.31.(500-200)
=
-6232{,}5\ J.
\]

Vậy, trong quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), nhiệt lượng khối khí tỏa ra môi trường có độ lớn là 6232,5 J.

d) SAI

Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí ở trạng thái (3) là:

\[
\overline{E_d}
=
\frac{3}{2}kT_3
=
\frac{3}{2}.\frac{R}{N_A}.T_3
=
\frac{3}{2}.\frac{8{,}31}{6{,}02.10^{23}}.200
\approx
4{,}14.10^{-21}\ J.
\]