Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật khí lý tưởng và các công thức liên quan đến áp suất, thể tích và nhiệt độ.
### a) Tính khối lượng khí đã xả ra ngoài
1. **Thông tin đã cho:**
- Dung tích bình: \( V = 8,00~lít = 0,008~m^3 \)
- Áp suất ban đầu: \( p_1 = 8,50~atm \)
- Áp suất sau khi xả: \( p_2 = 4,25~atm \)
- Khối lượng ban đầu của bình và khí: \( m_1 = 1,52~kg \)
- Khối lượng sau khi xả: \( m_2 = 1,48~kg \)
- Khối lượng khí đã xả ra: \( m_{xả} = 0,04~kg \)
2. **Tính khối lượng khí ban đầu:**
\[
m_{khí\_ban\_đầu} = m_1 - m_{bình} = 1,52~kg - m_{bình}
\]
Khối lượng bình không thay đổi, do đó:
\[
m_{khí\_sau} = m_2 - m_{bình} = 1,48~kg - m_{bình}
\]
3. **Áp dụng định luật Boyle:**
\[
p_1 V_1 = p_2 V_2
\]
Với \( V_1 = V \) và \( V_2 = V - V_{xả} \), ta có:
\[
8,50 \cdot 0,008 = 4,25 \cdot V_2
\]
Từ đó, tính được \( V_2 \):
\[
V_2 = \frac{8,50 \cdot 0,008}{4,25} = 0,016~m^3
\]
### b) Tính khối lượng riêng của khí còn lại
1. **Khối lượng khí còn lại:**
\[
m_{khí\_còn\_lại} = m_{khí\_ban\_đầu} - m_{xả} = (1,52 - m_{bình}) - 0,04
\]
2. **Khối lượng riêng:**
\[
\rho = \frac{m_{khí\_còn\_lại}}{V}
\]
Với \( \rho = 5,00~kg/m^3 \):
\[
5,00 = \frac{m_{khí\_còn\_lại}}{0,008}
\]
Từ đó, tính được \( m_{khí\_còn\_lại} \):
\[
m_{khí\_còn\_lại} = 5,00 \cdot 0,008 = 0,04~kg
\]
### c) Tiếp tục xả khí đến áp suất 1,0 atm
1. **Áp dụng định luật Boyle:**
\[
p_2 V_2 = p_3 V_3
\]
Với \( p_3 = 1,0~atm \):
\[
4,25 \cdot 0,008 = 1,0 \cdot V_3
\]
Tính được \( V_3 \):
\[
V_3 = \frac{4,25 \cdot 0,008}{1,0} = 0,034~m^3
\]
2. **Tính nhiệt độ:**
Nhiệt độ giảm từ \( 27,0^0C \) xuống \( 26,0^0C \).
### d) Tính khối lượng khí còn lại khi áp suất 1,0 atm
1. **Khối lượng khí còn lại:**
\[
m_{khí\_còn\_lại} = 0,020~kg = 20~g
\]
### Kết luận
- Khối lượng khí đã xả ra ngoài là \( 0,04~kg \).
- Khối lượng khí còn lại trong bình là \( 20~g \) khi áp suất khí quyển là \( 1,0~atm \) và nhiệt độ là \( 27,0^0C \).