Khí heli đựng trong bình kín có thể tích 2 lít ở 27oC, áp suất 105N/m2 Tính a/ vận tốc trung bình của nguyên tử ở trạng thái đầu và trạng thái cuối. b/ nhiệt lượng cung cấp để tăng nhiệt độ khí lên 1...

a/ Vận tốc trung bình của nguyên tử ở trạng thái đầu và trạng thái cuối: Ta sử dụng công thức vận tốc trung bình của các phân tử khí: v = sqrt(3kT/m) Trong đó: - k là hằng số Boltzmann (1.38 x 10^-23 J/K) - T là nhiệt độ tuyệt đối (K) - m là khối lượng của phân tử khí (kg) Ở trạng thái đầu, nhiệt độ T1 = 27 + 273 = 300 K Ở trạng thái cuối, nhiệt độ T2 = 127 + 273 = 400 K Với heli, khối lượng phân tử m = 4.48 x 10^-3 kg/mol Tính vận tốc trung bình của nguyên tử ở trạng thái đầu: v1 = sqrt(3 * (1.38 x 10^-23) * 300 / (4.48 x 10^-3)) ≈ 1330 m/s Tính vận tốc trung bình của nguyên tử ở trạng thái cuối: v2 = sqrt(3 * (1.38 x 10^-23) * 400 / (4.48 x 10^-3)) ≈ 1460 m/s b/ Nhiệt lượng cung cấp để tăng nhiệt độ khí lên 127oC: Để tính nhiệt lượng cần cung cấp, ta sử dụng công thức: Q = mcΔT Trong đó: - Q là nhiệt lượng cần cung cấp (Joule) - m là khối lượng khí (kg) - c là nhiệt dung riêng của khí heli (J/kg.K) - ΔT là sự thay đổi nhiệt độ (K) Khối lượng khí heli mà chúng ta không biết, nhưng có thể tính được từ áp suất, thể tích và nhiệt độ ban đầu theo công thức pV = nRT. Sau khi tính toán, ta có được m ≈ 0.08 kg. Nhiệt dung riêng của heli c ≈ \(\frac{5}{2}R\) ≈ \(\frac{5}{2}\) * \(8.31\) J/kg.K ≈ \(20.8\) J/kg.K ΔT = \(127 -27\) = \(100\) K Q = \(0.08 *20.8*100\) ≈ \(166.4\) kJ c/ Nội năng của khí heli: Nội năng U của khí heli được tính theo công thức U = \(\frac{3}{2}nRT\), trong đó R là hằng số ga ideal và T là nhiệt độ tuyệt đối. Ở trạng thái ban đầu: U1 = \(\frac{3}{2}nRT1\) Ở trạng thái cuối: U2= \(\frac{3}{2}nRT2\) Thay vào giá trị ta có: U1= \(\frac{3}{2}*105*2*300\)≈\(94.5kJ\) U2= \(\frac{3}{2}*105*2*400\)≈\(126kJ\) Đã giải quyết xong!