Bước 1: Tính số mol khí ban đầu:
- Điều kiện ban đầu:
- Thể tích V₁ = 100 m³
- Áp suất p₁ = 1 atm = 101325 Pa
- Nhiệt độ T₁ = 10°C = 283 K
- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: pV = nRT => n₁ = (p₁V₁)/(RT₁)
Bước 2: Tính số mol khí cuối cùng:
- Điều kiện cuối:
- Thể tích V₂ = 100 m³ (không đổi vì phòng kín)
- Áp suất p₂ = 1 atm (không đổi)
- Nhiệt độ T₂ = 30°C = 303 K
- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: n₂ = (p₂V₂)/(RT₂)
Bước 3: Tính số mol khí thoát ra:
Bước 4: Tính khối lượng khí thoát ra:
- Khối lượng mol của không khí: M ≈ 29 g/mol = 0.029 kg/mol
- Khối lượng khí thoát ra: Δm = Δn * M
Tính toán cụ thể:
- Thay số vào các công thức trên, ta được:
- n₁ = (101325 Pa * 100 m³) / (8.314 J/mol.K * 283 K) ≈ 4310 mol
- n₂ = (101325 Pa * 100 m³) / (8.314 J/mol.K * 303 K) ≈ 4230 mol
- Δn = 4310 mol - 4230 mol = 80 mol
- Δm = 80 mol * 0.029 kg/mol ≈ 2.32 kg