Bài 5: Hai bình thông nhau
Phân tích bài toán:
- Ban đầu: Hai bình giống nhau, một bình chứa khí, một bình chân không.
- Quá trình: Nung nóng cả hai bình đến cùng nhiệt độ, van mở ra.
- Yêu cầu: Tìm áp suất khí trong bình thứ nhất sau khi nung nóng.
Giải:
- Trạng thái 1:
- Bình 1: p1 = 1 atm, T1 = 27 + 273 = 300K
- Bình 2: chân không (p2 = 0)
- Trạng thái 2:
- Cả hai bình: T2 = 107 + 273 = 380K
- Gọi p là áp suất chung của hai bình sau khi cân bằng.
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho từng bình ở trạng thái 1 và 2:
- Bình 1:
- Bình 2:
- p2V2/T1 = pV/T2 (vì ban đầu bình 2 chân không nên p2 = 0)
Do thể tích hai bình bằng nhau (V1 = V2) nên ta có:
- p1/T1 = p/T2
- p = p1 * T2 / T1 = 1 * 380 / 300 = 1.27 atm
Vậy áp suất khí trong bình thứ nhất sau khi nung nóng là 1.27 atm.
Bài 6: Phản ứng cháy trong bình kín
Phân tích bài toán:
- Ban đầu: Bình kín chứa CH4 và O2 với áp suất bằng nhau.
- Quá trình: Phản ứng cháy xảy ra, hơi nước ngưng tụ và được dẫn ra ngoài.
- Yêu cầu: Tìm áp suất của khí còn lại trong bình sau phản ứng.
Giải:
Phản ứng cháy: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Phân tích:
- Do phản ứng xảy ra trong bình kín nên thể tích không đổi.
- Số mol khí giảm sau phản ứng vì nước ngưng tụ.
- Áp suất tỉ lệ thuận với số mol khí khi thể tích và nhiệt độ không đổi.
Kết luận:
- Sau phản ứng, số mol khí giảm nên áp suất trong bình cũng giảm.
- Tuy nhiên, không thể tính chính xác áp suất cuối cùng mà không biết tỉ lệ số mol ban đầu của CH4 và O2.