(3 ĐIỂM)CÓ 1 G KHÍ HELI (COI LÀ KHÍ LÝ TƯỞNG ĐƠN NGUYÊN TỬ) THỰC HIỆN...

Câu 6: (3 điểm)

Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn nguyên tử) thực hiện

P

một chu trình 1 – 2 – 3 – 4 – 1 được biểu diễn trên giản đồ P-

T

như hình bên. Cho P

0

= 10

⁵

Pa; T

0

= 300K.

2P0

1

2

a) Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4.

b) Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ

lại chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T (cần ghi

P0

4

3

rõ giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình).

c) Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu

T

trình.

0

T0

2T0

Đáp án câu 6 ( 3 điểm )

a)Quá trình 1 – 4 có P tỷ lệ thuận với T nên là quá trình đẳng tích, vậy thể tích ở trạng thái 1 và 4

là bằng nhau: V

1

= V

4

Sử dụng phương trình C-M ở trạng thái 1 ta có:

V

m

RT

P V



m

RT

1

1 1

1



P



...0,25 đ



_{, suy ra:}

Thay số: m = 1g;  = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T

1

= 300K và P

1

= 2.10

⁵

Pa ta được:

1 8,31.300

3

3

V





^

m

3,12.10

1

5

4

2.10

...0,25 đ

b. Từ hình vẽ ta xác định được chu trình này gồm các đẳng quá trình sau:

1 – 2 là đẳng áp; 2 – 3 là đẳng nhiệt; ...0,25 đ

3 – 4 là đẳng áp; 4 – 1 là đẳng tích. ...0,25 đ

Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ V-T (hình b) như

sau: ... 0,5 đ

V(l)

P(105Pa)

3

12,48

2

1

2

2

6,24

4

3,12

1

0

T(K)

0

3,12

V(l)

150

300

600

7

c.Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể tích:

V

2

= 2V

1

= 6,24.10

^{– 3}

m

³

; V

3

= 2V

2

= 12,48.10

^{– 3}

m

³

.

Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:

5

3

3

2

A



p V



V



^



^



J

12

1

(

2

1

)

2.10 (6, 24.10

3,12.10 )

6, 24.10

... 0,5 đ

5

3

2









3

A

p V

J

ln

V

2.10 .6,24.10 ln 2

8,65.10

23

2

2

V

2

... 0,5 đ

A



p V



V



^



^



J

34

3

(

4

3

)

10 (3,12.10

12, 48.10 )

9,36.10

... 0,5 đ

A



vì đây là quá trình đẳng áp.

41

0

8