Cho dữ liệu bài toán:
- Dung tích phòng: \( V = 100\, m^3 \)
- Nhiệt độ ban đầu: \( T_1 = 10^\circ C = 273 + 10 = 283\, K \)
- Nhiệt độ cuối: \( T_2 = 30^\circ C = 273 + 30 = 303\, K \)
- Áp suất không đổi: \( p = 1\, atm \)
- Khối lượng riêng không khí ở điều kiện chuẩn (0°C, 1 atm): \( \rho_0 = 1,29\, kg/m^3 \)
- Nhiệt độ chuẩn: \( T_0 = 0^\circ C = 273\, K \)
---
**Bước 1: Tính khối lượng không khí ban đầu trong phòng**
Khối lượng riêng không khí ở nhiệt độ \( T_1 \) có thể tính bằng công thức:
\[
\rho_1 = \rho_0 \times \frac{T_0}{T_1}
\]
Áp dụng vì ở áp suất không đổi, khối lượng riêng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối (định luật Charles).
Tính:
\[
\rho_1 = 1,29 \times \frac{273}{283} = 1,29 \times 0,9647 = 1,244\, kg/m^3
\]
Khối lượng không khí ban đầu:
\[
m_1 = \rho_1 \times V = 1,244 \times 100 = 124,4\, kg
\]
---
**Bước 2: Tính khối lượng không khí ở nhiệt độ cuối**
Tương tự:
\[
\rho_2 = \rho_0 \times \frac{T_0}{T_2} = 1,29 \times \frac{273}{303} = 1,29 \times 0,90099 = 1,163\, kg/m^3
\]
Khối lượng không khí cuối:
\[
m_2 = \rho_2 \times V = 1,163 \times 100 = 116,3\, kg
\]
---
**Bước 3: Tính khối lượng không khí đã thoát ra ngoài**
\[
\Delta m = m_1 - m_2 = 124,4 - 116,3 = 8,1\, kg
\]
---
**Kết luận:**
Khối lượng không khí đã thoát ra ngoài là khoảng **8,1 kg**.
---
**Đáp án:** 8,1 kg