Một bình kín dung tích 10 lít chứa đầy không khí ở đktc. Người ta nạp thêm vào bình 5 lít không khí (đktc). Sau đó nung bình đến 273°C. Hỏi áp suất cuối cùng trong bình là bao nhiêu?
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Gọi:
- V là thể tích bình, V = 10 lít.
- V1 là thể tích không khí nạp thêm, V1 = 5 lít.
- T1 là nhiệt độ ban đầu (đktc), T1 = 273 K.
- T2 là nhiệt độ sau khi nung, T2 = 273 + 273 = 546 K.
- p1 là áp suất ban đầu (đktc), p1 = 1 atm.
Số mol khí ban đầu trong bình là n1 = (p1 * V) / (R * T1).
Số mol khí nạp thêm là n2 = (p1 * V1) / (R * T1).
Tổng số mol khí trong bình sau khi nạp thêm là n = n1 + n2 = (p1 * V + p1 * V1) / (R * T1) = p1 * (V + V1) / (R * T1).
Áp dụng phương trình trạng thái cho khí lý tưởng sau khi nung nóng:
p2 * V = n * R * T2
p2 = (n * R * T2) / V = [p1 * (V + V1) / (R * T1)] * (R * T2) / V = p1 * (V + V1) * T2 / (V * T1)
Thay số:
p2 = 1 * (10 + 5) * 546 / (10 * 273) = 1 * 15 * 2 / 10 = 3 atm.
Vậy áp suất cuối cùng trong bình là 3 atm.
