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

Một thùng có thể tích 40 dm3 chứa 3,96 kg khí cacbonic, biết rằng bình sẽ bị nổ khi áp suất vượt quá 60 atm. Khối lượng riêng của chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,98 kg/m3. Hỏi ở nhiệt độ

9/12

Một thùng có thể tích 40 dm3 chứa 3,96 kg khí cacbonic, biết rằng bình sẽ bị nổ khi áp suất vượt quá 60 atm. Khối lượng riêng của chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,98 kg/m3. Hỏi ở nhiệt độ nào thì bình bị nổ?

327,6 K.

327,6oC.

273,6 K.

273,6oC.

Giải thích

Đáp án đúng là A

Trạng thái 1 là trạng thái khí ở điều kiện tiêu chuẩn: \(\left\{ \begin{array}{l}{V_1} = \frac{m}{\rho } = \frac{{3,96}}{{1,98}} = 2{m^3}\\{p_1} = {p_0} = 1\,atm\\{T_1} = {0^0}C = 273K\end{array} \right.\)

Trạng thái 2 là trạng thái khí ở điều kiện có thể nổ: \(\left\{ \begin{array}{l}{V_2} = 0,04\,{m^3}\\{p_2} = 60\,atm\\{T_2} = ?\end{array} \right.\)

Áp dụng công thức: \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = \frac{{{p_2}{V_2}{T_1}}}{{{p_1}{V_1}}} = \frac{{60.0,04.273}}{{1.2}} = 327,6K\)