a. Khối lượng không khí trong một lần bơm:
- Đổi đơn vị: 1 lít = 0,001 m³, 27°C = 300K.
- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT Với:
- P: Áp suất (Pa)
- V: Thể tích (m³)
- n: Số mol
- R: Hằng số khí lý tưởng (8.314 J/mol.K)
- T: Nhiệt độ tuyệt đối (K)
- Tính số mol khí trong một lần bơm: n = PV/RT = (1 atm * 101325 Pa/atm * 0.001 m³) / (8.314 J/mol.K * 300 K) ≈ 4.06 x 10^-5 mol
- Tính khối lượng khí trong một lần bơm: m = n * M Với M là khối lượng mol của không khí (giả sử bằng 29 g/mol). m ≈ 4.06 x 10^-5 mol * 29 g/mol ≈ 1.18 x 10^-3 kg ≈ 1.18 g
- Kết luận: Khối lượng không khí trong một lần bơm xấp xỉ 1.18 g, không phải 5.2 g.
b. Khối lượng không khí có trong bình sau 726 lần bơm:
- Tổng số mol khí sau 726 lần bơm: n_tổng = 726 * 4.06 x 10^-5 mol ≈ 0.0295 mol
- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng cho trạng thái cuối: P_cuối * V = n_tổng * R * T_cuối Với P_cuối = 2 atm, V = 1.5 m³ => T_cuối = (P_cuối * V) / (n_tổng * R) ≈ 407.4 K
- Tính khối lượng khí: m_tổng = n_tổng * M ≈ 0.0295 mol * 29 g/mol ≈ 0.856 kg
- Kết luận: Khối lượng không khí có trong bình sau 726 lần bơm xấp xỉ 0.856 kg, không phải 3.4 kg.
c. Nhiệt độ của khí trong bình sau 726 lần bơm:
- Đã tính được ở trên: T_cuối ≈ 407.4 K ≈ 134.4 °C
d. Khối lượng mol của không khí:
- Giá trị khối lượng mol của không khí đã sử dụng để tính toán là 29 g/mol. Đây là giá trị trung bình và được sử dụng rộng rãi.