Dưới đây là lời giải chi tiết từng phần của bài toán:
**Đề bài:**
- Thể tích phổi \( V = 5,5 \, lít = 5,5 \times 10^{-3} \, m^3 \)
- Áp suất \( p = 101 \, kPa = 1,01 \times 10^5 \, Pa \)
- Nhiệt độ \( T = 37^\circ C = 37 + 273 = 310 \, K \)
- Khối lượng mol của không khí \( M = 29 \, g/mol = 29 \times 10^{-3} \, kg/mol \)
- Khí được coi là khí lí tưởng.
---
### a) Tính động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí trong phổi
Công thức động năng tịnh tiến trung bình mỗi phân tử khí lý tưởng là:
\[
\overline{E} = \frac{3}{2} k T
\]
trong đó:
- \( k = 1,38 \times 10^{-23} \, J/K \) là hằng số Boltzmann
- \( T = 310 \, K \)
Tính:
\[
\overline{E} = \frac{3}{2} \times 1,38 \times 10^{-23} \times 310 = 6,42 \times 10^{-21} \, J
\]
---
### b) Tính khối lượng khí có trong phổi
Áp dụng phương trình khí lí tưởng:
\[
p V = n R T
\]
trong đó:
- \( n \) là số mol khí
- \( R = 8,31 \, J/(mol \cdot K) \)
Tính số mol khí:
\[
n = \frac{p V}{R T} = \frac{1,01 \times 10^5 \times 5,5 \times 10^{-3}}{8,31 \times 310} \approx \frac{555,5}{2576,1} \approx 0,2157 \, mol
\]
Tính khối lượng:
\[
m = n \times M = 0,2157 \times 29 \times 10^{-3} = 0,00625 \, kg = 6,25 \, g
\]
Tuy nhiên, đề bài cho khối lượng là 8,25 g, có thể do làm tròn hoặc một số giả thiết khác, nhưng theo tính toán lý thuyết thì khối lượng khoảng 6,25 g.
---
### c) Số phân tử \( O_2 \) trong phổi
Biết:
- \( O_2 \) chiếm 25% số phân tử khí trong phổi.
- Số phân tử khí trong phổi là \( N \)
Số mol khí \( n = 0,2157 \, mol \)
Số phân tử khí:
\[
N = n \times N_A = 0,2157 \times 6,02 \times 10^{23} = 1,3 \times 10^{23} \, phân tử
\]
Số phân tử \( O_2 \):
\[
N_{O_2} = 25\% \times N = 0,25 \times 1,3 \times 10^{23} = 3,25 \times 10^{22} \, phân tử
\]
Bài cho số phân tử \( O_2 = 4,28 \times 10^{22} \), khác một chút do làm tròn hoặc điều kiện thực tế.
---
### d) Tính thể tích phổi khi hít sâu
Giả sử số phân tử không khí trong phổi sau khi hít sâu là:
\[
N' = 1,50 \times 10^{23} \, phân tử
\]
Số mol mới:
\[
n' = \frac{N'}{N_A} = \frac{1,5 \times 10^{23}}{6,02 \times 10^{23}} \approx 0,249 \, mol
\]
Áp dụng lại phương trình khí lí tưởng với áp suất và nhiệt độ không đổi:
\[
V' = \frac{n' R T}{p} = \frac{0,249 \times 8,31 \times 310}{1,01 \times 10^5} \approx \frac{641,3}{1,01 \times 10^5} = 6,35 \times 10^{-3} \, m^3 = 6,35 \, lít
\]
Bài cho kết quả 7,36 lít, có thể do sự khác biệt trong dữ liệu hoặc độ chính xác. Theo tính toán lý thuyết thì thể tích khoảng 6,35 lít.
---
### Tóm tắt kết quả:
a) Động năng tịnh tiến trung bình mỗi phân tử khí:
\[
\boxed{6,42 \times 10^{-21} \, J}
\]
b) Khối lượng khí trong phổi:
\[
\boxed{6,25 \, g}
\]
c) Số phân tử \( O_2 \) trong phổi:
\[
\boxed{3,25 \times 10^{22} \, phân tử}
\]
d) Thể tích phổi khi hít sâu (áp suất, nhiệt độ không đổi):
\[
\boxed{6,35 \, lít}
\]
---
Nếu cần làm tròn hoặc theo đề bài thì có thể lấy số liệu đã cho, tuy nhiên trên đây là cách tính theo lý thuyết và công thức vật lý.