Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật khí lý tưởng và các công thức liên quan đến nhiệt động học.
### Thông tin đã cho:
- Áp suất tại trạng thái 1: \( p_1 = 3 \times 10^3 \, \text{Pa} \)
- Thể tích tại trạng thái 1: \( V_1 = 0,005 \, \text{m}^3 \)
- Nhiệt độ tại trạng thái 1: \( t_1 = 27^\circ C = 300 \, \text{K} \) (chuyển đổi sang Kelvin)
- Nhiệt độ tại trạng thái 2: \( t_2 = 177^\circ C = 450 \, \text{K} \)
### a. Áp suất của khí tại trạng thái (2) bằng áp suất của trạng thái (1)
Vì quá trình xảy ra là đẳng áp, nên áp suất tại trạng thái 2 sẽ bằng áp suất tại trạng thái 1:
\[
p_2 = p_1 = 3 \times 10^3 \, \text{Pa}
\]
**Kết luận:** Đúng.
### b. Thể tích của khí ở trạng thái (2) bằng \( 7,5 \times 10^{-3} \, m^3 \)
Theo định luật Charles, thể tích và nhiệt độ tỉ lệ thuận với nhau khi áp suất không đổi:
\[
\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}
\]
Thay các giá trị vào:
\[
\frac{0,005}{300} = \frac{V_2}{450}
\]
Giải phương trình trên để tìm \( V_2 \):
\[
V_2 = 0,005 \times \frac{450}{300} = 0,005 \times 1,5 = 0,0075 \, m^3 = 7,5 \times 10^{-3} \, m^3
\]
**Kết luận:** Đúng.
### c. Công mà khối khí thực hiện được có độ lớn bằng 7,5
Công thực hiện bởi khí trong quá trình đẳng áp được tính bằng công thức:
\[
A = p \Delta V
\]
Trong đó \( \Delta V = V_2 - V_1 = 0,0075 - 0,005 = 0,0025 \, m^3 \).
Tính công:
\[
A = p_1 \Delta V = 3 \times 10^3 \times 0,0025 = 7,5 \, J
\]
**Kết luận:** Đúng.
### d. Nếu nhiệt lượng mà khí nhận được là 20 J thì độ biến năng của khí là 27,5 J.
Theo định luật bảo toàn năng lượng trong nhiệt động học:
\[
Q = A + \Delta U
\]
Trong đó:
- \( Q \) là nhiệt lượng nhận được (20 J)
- \( A \) là công thực hiện (7,5 J)
- \( \Delta U \) là biến thiên nội năng
Tính \( \Delta U \):
\[
\Delta U = Q - A = 20 - 7,5 = 12,5 \, J
\]
**Kết luận:** Sai, độ biến năng của khí là 12,5 J, không phải 27,5 J.
### Tóm tắt:
- a: Đúng
- b: Đúng
- c: Đúng
- d: Sai (độ biến năng là 12,5 J)