Đề bài
Có 1 g khí Helium coi là khí lý tưởng, khối lượng mol là 4 g/mol, thực hiện một chu trình 1-2-3-4 được biểu diễn trên đồ thị p - T như hình vẽ. Cho p0 = 105 Pa, T0 = 300 K
1. Quá trình 1-2 là đẳng áp và 4-1 là đẳng tích.
2. Thể tích khí ở trạng thái 1 lớn hơn thể tích khí ở trạng thái 3.
3. Thể tích của khí ở trạng thái 4 là 3,12 lít.
4. Thể tích của khí ở trạng thái 2 là 5,36 lít.
Đáp án đúng: 1Đ, 2Đ, 3Đ, 4S
Xem lời giải
Lời giải chi tiết
Để giải quyết bài toán, cần phân tích từng quá trình trên đồ thị được cho.
- Quá trình 1-2: Từ hình vẽ, ta có thể thấy quá trình này là đẳng áp (áp suất không thay đổi từ p0 đến 2p0), vì vậy mệnh đề 1 là đúng.
- Quá trình 4-1: Là quá trình được thể hiện bằng đường thẳng đứng trên đồ thị. Áp suất thay đổi nhưng nhiệt độ không đổi, do đó đây là quá trình đẳng tích, nên mệnh đề 1 tiếp tục đúng.
- Về thể tích:
- Sử dụng định luật khí lý tưởng: \( pV = nRT \) với \( n \) là số mol.
- Trạng thái 1: \( V_1 = \frac{nRT_0}{p_0} \).
- Trạng thái 3: \( V_3 = \frac{nR2T_0}{2p_0} = \frac{nRT_0}{p_0} \).
- Do đó \( V_1 = V_3 \), nên mệnh đề 2 sai.
- Trạng thái 4: \( V_4 = \frac{nRT_0}{p_0} = 3,12 \) lít, đồng ý với mệnh đề 3.
- Trạng thái 2: \( V_2 = \frac{nR2T_0}{p_0} = 2 \times 3,12 = 6,24 \) lít, không đồng ý với mệnh đề 4.
Chú ý khi giải
Khi giải bài toán về khí lý tưởng, nhớ kiểm tra kỹ từng quá trình (đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt) và chú ý đến các định luật khí lý tưởng:
\[ pV = nRT \] để giải đúng các bài tập liên quan đến nhiệt động lực học. Luôn xác định các thông số cần thiết như áp suất, thể tích và nhiệt độ cho từng trạng thái của khí.