Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật khí lý tưởng và công thức tính khối lượng riêng của khí.
### Câu 27:
Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ và áp suất khác nhau có thể được tính bằng công thức:
\[
\frac{\rho_1}{T_1} = \frac{\rho_2}{T_2}
\]
Trong đó:
- \(\rho_1\) là khối lượng riêng ở nhiệt độ \(T_1\) và áp suất \(P_1\).
- \(\rho_2\) là khối lượng riêng ở nhiệt độ \(T_2\) và áp suất \(P_2\).
Chúng ta có:
- \(\rho_1 = 1,29~kg/m^3\)
- \(T_1 = 0^0C = 273,15~K\)
- \(P_1 = 1,01 \times 10^5~Pa\)
- \(T_2 = 80^0C = 80 + 273,15 = 353,15~K\)
- \(P_2 = 2,5 \times 10^5~Pa\)
Áp dụng công thức trên:
\[
\frac{1,29}{273,15} = \frac{\rho_2}{353,15}
\]
Giải phương trình này để tìm \(\rho_2\):
\[
\rho_2 = 1,29 \times \frac{353,15}{273,15}
\]
Tính giá trị:
\[
\rho_2 = 1,29 \times \frac{353,15}{273,15} \approx 1,29 \times 1,292 \approx 1,66~kg/m^3
\]
Vậy khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ \(80^0C\) và áp suất \(2,5 \times 10^5~Pa\) là khoảng \(1,66~kg/m^3\).
### Câu 28:
Để tính tốc độ căn quân phương của phân tử khí Nitrogen (N₂), chúng ta sử dụng công thức:
\[
v = \sqrt{\frac{3kT}{m}}
\]
Trong đó:
- \(k\) là hằng số Boltzmann (\(1,38 \times 10^{-23}~J/K\))
- \(T\) là nhiệt độ (K)
- \(m\) là khối lượng của một phân tử khí (kg)
Khối lượng mol của Nitrogen là \(28~g/mol\), do đó khối lượng của một phân tử Nitrogen là:
\[
m = \frac{28 \times 10^{-3}}{N_A} \quad (N_A = 6,022 \times 10^{23}~mol^{-1})
\]
Tính \(m\):
\[
m = \frac{28 \times 10^{-3}}{6,022 \times 10^{23}} \approx 4,65 \times 10^{-26}~kg
\]
Giả sử nhiệt độ là \(T = 80^0C = 353,15~K\), ta có:
\[
v = \sqrt{\frac{3 \times (1,38 \times 10^{-23}) \times 353,15}{4,65 \times 10^{-26}}}
\]
Tính giá trị:
\[
v \approx \sqrt{\frac{1,459 \times 10^{-20}}{4,65 \times 10^{-26}}} \approx \sqrt{3,14 \times 10^{5}} \approx 560~m/s
\]
Vậy tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử khí Nitrogen ở nhiệt độ \(80^0C\) là khoảng \(560~m/s\).