Một bình cầu dung tích 20 lít chứa khí oxi ở nhiệt độ 273 độ C và áp suất là 10 …
A. 100 l
B. 1000l
C. 50l
D. 200l
Bạn nào giải thì giải tự luận ra nhé
Đề bài cho chúng ta biết:
Dung tích bình cầu (thể tích khí ban đầu): V₁ = 20 lít
Nhiệt độ khí ban đầu: t₁ = 273 độ C
Áp suất khí ban đầu: p₁ = 10 atm
Chúng ta cần tính thể tích của lượng khí này ở điều kiện tiêu chuẩn.
Điều kiện tiêu chuẩn là:
Áp suất tiêu chuẩn: p₂ = 1 atm
Nhiệt độ tiêu chuẩn: t₂ = 0 độ C
Trước khi áp dụng công thức, các em cần lưu ý một điều hết sức quan trọng: trong các công thức của khí lí tưởng, nhiệt độ phải được chuyển sang độ Kelvin.
Bước 1: Đổi đơn vị nhiệt độ sang Kelvin.
Nhiệt độ tuyệt đối (Kelvin) được tính bằng nhiệt độ Celsius cộng với 273.
Vậy, nhiệt độ ban đầu ở thang Kelvin là:
T₁ = t₁ + 273 = 273 + 273 = 546 K
Nhiệt độ ở điều kiện tiêu chuẩn ở thang Kelvin là:
T₂ = t₂ + 273 = 0 + 273 = 273 K
Bước 2: Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng.
Phương trình trạng thái khí lí tưởng biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của một lượng khí xác định.
Trong trường hợp này, lượng khí là không đổi, nên ta có:
\[ \frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2} \]
Bước 3: Biến đổi công thức để tìm thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn (V₂).
Từ phương trình trên, ta rút ra V₂:
\[ V_2 = \frac{p_1 V_1 T_2}{p_2 T_1} \]
Bước 4: Thay số và tính toán.
Bây giờ, chúng ta sẽ thay các giá trị đã biết vào công thức:
p₁ = 10 atm
V₁ = 20 lít
T₁ = 546 K
p₂ = 1 atm
T₂ = 273 K
\[ V_2 = \frac{10 \text{ atm} \times 20 \text{ lít} \times 273 \text{ K}}{1 \text{ atm} \times 546 \text{ K}} \]
Bây giờ, chúng ta thực hiện phép tính:
\[ V_2 = \frac{10 \times 20 \times 273}{1 \times 546} \text{ lít} \]
Các em thấy rằng, 546 gấp đôi 273. Vậy ta có thể rút gọn:
\[ V_2 = \frac{10 \times 20 \times 1}{1 \times 2} \text{ lít} \]
\[ V_2 = \frac{200}{2} \text{ lít} \]
\[ V_2 = 100 \text{ lít} \]
Vậy, thể tích của lượng khí này ở điều kiện tiêu chuẩn là 100 lít.
Bây giờ, chúng ta cùng xem đáp án nào là đúng.
A. 100 l
B. 1000l
C. 50l
D. 200l
Đáp án của chúng ta là 100 lít, trùng với đáp án A.
Qua bài tập này, các em hãy nhớ cho cô giáo hai điểm quan trọng:
1. Luôn chuyển đổi nhiệt độ sang độ Kelvin khi làm việc với các công thức khí lí tưởng.
2. Áp dụng đúng phương trình trạng thái khí lí tưởng.
Các em có chỗ nào chưa hiểu, cứ mạnh dạn hỏi cô nhé. Bài học hôm nay của chúng ta kết thúc tại đây. Chúc các em học tốt!
Đáp án:
V2=100lit
Giải thích các bước giải:
Tóm tắt trạng thái 1: V1=20lit, T=546K, p= 10atm
Trạng thái 2 V2=?, T=273K , p=1atm
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
V1. P1/T1 = V2. P2/T2
20.10/546 = V2. 1/273
=> V2=100lit
Giải thích các bước giải:
Đổi : V2=100lit
Tóm tắt trạng thái 1: V1=20lit, T=546K, p= 10atm
Trạng thái 2 V2=?, T=273K , p=1atm
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
V1. P1/T1 = V2. P2/T2
20.10/546 = V2. 1/273
=> V2=100lit