Một bình kín có thể tích 40 dm³ chứa 3,96 kg khí cacbonic, biết rằng bình sẽ bị nổ khi áp suất vượt quá 60 atm. Khối lượng riêng của chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,98 kg/m³. a) Có thể áp dụng ph...

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng và các thông tin đã cho. ### a) Có thể áp dụng phương trình trạng thái cho khối khí. Phương trình trạng thái khí lý tưởng là: $$ Trong đó: - $$ là áp suất (Pa) - $$ là thể tích (m³) - $$ là số mol khí - $$ là hằng số khí (8.314 J/(mol·K)) - $$ là nhiệt độ (K) Vì khí cacbonic (CO₂) có thể được coi là khí lý tưởng trong điều kiện áp suất và nhiệt độ không quá cao, nên chúng ta có thể áp dụng phương trình trạng thái cho khối khí này. ### b) Ở điều kiện tiêu chuẩn khối khí có áp suất 1 atm và nhiệt độ 273 K. Điều kiện tiêu chuẩn (STP) thường được định nghĩa là áp suất 1 atm (101325 Pa) và nhiệt độ 273 K. Điều này là đúng. ### c) Ở điều kiện tiêu chuẩn khối khí có thể tích 1 m³. Khối khí ở điều kiện tiêu chuẩn có thể tích 1 m³ là không chính xác. Thực tế, 1 mol khí lý tưởng ở điều kiện tiêu chuẩn chiếm thể tích khoảng 22.4 L (0.0224 m³). Do đó, khối khí không có thể tích 1 m³ ở điều kiện tiêu chuẩn. ### d) Ở nhiệt độ 52,6 °C thì bình bị nổ. Để kiểm tra điều này, chúng ta cần tính áp suất trong bình khi nhiệt độ là 52,6 °C (hay 325,75 K). 1. **Chuyển đổi thể tích từ dm³ sang m³**: $$ 2. **Tính số mol khí**: Khối lượng khí cacbonic là 3,96 kg. Khối lượng mol của CO₂ là khoảng 44 g/mol (0.044 kg/mol). $$ 3. **Tính áp suất ở nhiệt độ 52,6 °C**: Sử dụng phương trình trạng thái: $$ $$ Tính toán: $$ $$ $$ $$ Vì áp suất 60.75 atm lớn hơn 60 atm, nên bình sẽ bị nổ ở nhiệt độ 52,6 °C. ### Kết luận: - a) Có thể áp dụng phương trình trạng thái cho khối khí: Đúng. - b) Ở điều kiện tiêu chuẩn khối khí có áp suất 1 atm và nhiệt độ 273 K: Đúng. - c) Ở điều kiện tiêu chuẩn khối khí có thể tích 1 m³: Sai. - d) Ở nhiệt độ 52,6 °C thì bình bị nổ: Đúng.