Nén đẳng áp 16g khí cacbonic ở 13°C và áp suất 1,45 atm đến thể tích 2,6 lít . a, hãy tính công A, nhiệt lượng Q và đôi biến thiên nội năng ∆U trong quá trình nén. b, Hãy tính khối lượng riêng và mật đ...

a) Để tính công A, ta sử dụng công thức: A = -PΔV Trong đó: - P là áp suất ban đầu của khí (1,45 atm) - ΔV là thể tích khí bị nén (2,6 lít - 1 lít = 1,6 lít) A = -1,45 atm x 1,6 l = -2,32 atm.l Để tính nhiệt lượng Q, ta sử dụng công thức: Q = A + ΔU Trong đó: - ΔU là đôi biến thiên nội năng của khí trong quá trình nén. Do quá trình nén xảy ra nhanh và không có trao đổi nhiệt với môi trường, nên ta có thể xem quá trình này là quá trình adiabatic (không có trao đổi nhiệt). Khi đó, ta có công thức: PV^γ = const Trong đó: - P là áp suất của khí - V là thể tích của khí - γ là hằng số adiabatic (đối với khí lý tưởng, γ = Cp/Cv, với Cp và Cv lần lượt là năng lượng riêng cảm và năng lượng riêng dịch chuyển của khí) Ta có thể tính được γ của khí cacbonic bằng công thức: γ = Cp/Cv = (7/2) / (5/2) = 7/5 Khi đó, ta có: P1V1^γ = P2V2^γ Trong đó: - P1 và V1 là áp suất và thể tích ban đầu của khí (trước khi bị nén) - P2 và V2 là áp suất và thể tích sau khi khí bị nén. Ta có thể tính được P1 bằng công thức: P1V1/T1 = P2V2/T2 Trong đó: - T1 là nhiệt độ ban đầu của khí (13°C = 286 K) - T2 là nhiệt độ sau khi khí bị nén (không biết). Ta cần tìm T2 để tính được P1. Ta biết rằng quá trình nén xảy ra adiabatic, nên ta có thể sử dụng công thức: P1V1^γ = P2V2^γ Để tính được V2, ta có: V2 = V1 / (P1/P2)^(1/γ) Trong đó: - P1 là áp suất ban đầu của khí (1,45 atm) - V1 là thể tích ban đầu của khí (1 lít) - P2 là áp suất sau khi khí bị nén (16 atm) - γ là hằng số adiabatic của khí cacbonic (7/5) V2 = 1 lít / (1,45 atm / 16 atm)^(1/7/5) = 0,054 lít Khi đó, ta có: P1V1^γ = P2V2^γ ⇒ P1 = P2(V2/V1)^γ = 16 atm x (0,054 l / 1 l)^(7/5) = 3,96 atm Ta đã tính được P1, từ đó ta có thể tính được nhiệt lượng Q: Q = A + ΔU ⇒ ΔU = Q - A Do quá trình adiabatic, nên ΔU = CvΔT, trong đó: - Cv là năng lượng riêng dịch chuyển của khí (đối với khí lý tưởng, Cv = (f/2)R, với f là số độc lập của bậc tự do và R là hằng số khí) - ΔT là sự biến thiên nhiệt độ của khí trong quá trình