Bài 4: Một bình cầu dung dịch 20l chứa oxi ở nhiệt độ 16°C và áp suất 100atm. Tính thể tích của lượng khí này ở điều kiện chuẩn. Tạo sao kết quả tìm được chỉ là gần đúng?

Question

Accepted Answer

Tóm tắt đề bài:

Thể tích ban đầu của khí oxi: V₁ = 20 lít
Nhiệt độ ban đầu: T₁ = 16°C = 289 K
Áp suất ban đầu: P₁ = 100 atm
Tìm thể tích khí ở điều kiện chuẩn: V₂ = ?

Giải:

Bước 1: Đưa nhiệt độ về đơn vị Kelvin:

Nhiệt độ điều kiện chuẩn: T₂ = 0°C = 273 K

Bước 2: Áp dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng:

T1P1V1=T2P2V2

Trong đó:

P₁: Áp suất ban đầu
V₁: Thể tích ban đầu
T₁: Nhiệt độ tuyệt đối ban đầu
P₂: Áp suất điều kiện chuẩn (1 atm)
V₂: Thể tích điều kiện chuẩn
T₂: Nhiệt độ tuyệt đối điều kiện chuẩn

Bước 3: Tính thể tích khí ở điều kiện chuẩn:

Từ phương trình trên, ta rút ra:
- V2=P2T1P1V1T2=1∗289100∗20∗273≈1886.2lıˊt

Kết quả:

Thể tích của lượng khí oxi ở điều kiện chuẩn là khoảng 1886.2 lít.

Vì sao kết quả chỉ là gần đúng?

Khí lý tưởng: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng được sử dụng để giải bài toán này. Tuy nhiên, trong thực tế, không có khí nào là khí lý tưởng hoàn toàn. Các khí thực luôn có các tương tác giữa các phân tử, làm cho hành vi của chúng lệch khỏi lý thuyết khí lý tưởng.
Điều kiện chuẩn: Điều kiện chuẩn là một điều kiện lý tưởng, trong đó các khí được coi là tuân theo định luật khí lý tưởng. Tuy nhiên, trong thực tế, các điều kiện môi trường luôn thay đổi và có thể không hoàn toàn đạt được điều kiện chuẩn.
Sai số đo: Các dụng cụ đo lường luôn có sai số nhất định, dẫn đến kết quả tính toán cũng có sai số.

Kết luận:

Kết quả tính được là một giá trị gần đúng, phản ánh tương đối chính xác thể tích của lượng khí oxi ở điều kiện chuẩn. Tuy nhiên, để có kết quả chính xác hơn, cần phải xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến hành vi của khí thực và sử dụng các phương trình trạng thái phức tạp hơn.

Lưu ý: