Quảng cáo
3 câu trả lời 12012
Nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng được chuyển đổi sang Kelvin.
T1 = 10 + 273 = 283 K
T2 = 30 + 273 = 303 K
- Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ ban đầu là:
- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
- Vì áp suất không đổi nên p0 = p1 => ⟹ V1 =
- Khối lượng riêng ρ =
=> ρ1 = = = =
=> ρ1 = 1,29. ≈ 1,246kg/m3
- Khối lượng không khí ban đầu trong phòng là:
m1 = ρ1⋅V = 1,246.100 = 124,6 kg
- Khối lượng không khí còn lại trong phòng sau khi nhiệt độ tăng là :
+ Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:
- Vì áp suất và thể tích không đổi nên p1 = p2 và V1 = V2
Ta có: 0 ⟹ m2 = m11
=> m2 = 124,6.2 ≈ 116,3kg
- Khối lượng không khí đã thoát ra ngoài là:
Δm = m1 − m2 = 124,6 − 116,3 = 8,3kg.
T1 = 10 + 273 = 283 K
T2 = 30 + 273 = 303 K
- Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ ban đầu là:
- Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: p0V0T0=p1V1T1
- Vì áp suất không đổi nên p0 = p1 => V0T0=V1T1⟹ V1 =V0T1T0
- Khối lượng riêng ρ =mV
=> ρ1 = mV1 = mV0T1T0 = mV0.T0T1 = ρ0.T0T1
=> ρ1 = 1,29.273283 ≈ 1,246kg/m3
- Khối lượng không khí ban đầu trong phòng là:
m1 = ρ1⋅V = 1,246.100 = 124,6 kg
- Khối lượng không khí còn lại trong phòng sau khi nhiệt độ tăng là :
+ Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: p1V1T1=p2V2T2
- Vì áp suất và thể tích không đổi nên p1 = p2 và V1 = V2
Ta có: V0T0=V1T10 ⟹ m2 = m1V0T0=V1T11
=> m2 = 124,6.V0T0=V1T12 ≈ 116,3kg
- Khối lượng không khí đã thoát ra ngoài là:
Δm = m1 − m2 = 124,6 − 116,3 = 8,3kg.
1. Đổi các dữ kiện sang đơn vị tiêu chuẩn
Thể tích phòng: \(V = 100\text{ m}^3\)
Nhiệt độ ban đầu: \(T_1 = 10 + 273 = 283\text{ K}\)
Nhiệt độ sau: \(T_2 = 30 + 273 = 303\text{ K}\)
Ở điều kiện tiêu chuẩn (\(T_0 = 273\text{ K}\), \(P_0 = 1\text{ atm}\)): \(\rho_0 = 1,29\text{ kg/m}^3\)
Áp suất không đổi: \(P_1 = P_2 = 1\text{ atm} = P_0\)
2. Cách 1: Tính chính xác theo phương trình trạng thái (Khuyên dùng)
Bước 1: Tính khối lượng riêng của không khí ở các nhiệt độ \(T_{1}\) và \(T_{2}\)
Vì áp suất không đổi (\(P = 1\text{ atm}\)), khối lượng riêng của khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối (\(\rho \cdot T = \text{hằng số}\)):
\(\rho _{1}=\rho _{0}\cdot \frac{T_{0}}{T_{1}}=1,29\cdot \frac{273}{283}\approx 1,2444\text{\ kg/m}^{3}\)
\(\rho _{2}=\rho _{0}\cdot \frac{T_{0}}{T_{2}}=1,29\cdot \frac{273}{303}\approx 1,1623\text{\ kg/m}^{3}\)
Bước 2: Tính khối lượng không khí thoát ra ngoài
Khối lượng không khí ban đầu trong phòng: \(m_1 = \rho_1 \cdot V = 1,2444 \cdot 100 = 124,44\text{ kg}\)
Khối lượng không khí còn lại sau khi tăng nhiệt độ: \(m_2 = \rho_2 \cdot V = 1,1623 \cdot 100 = 116,23\text{ kg}\)
Khối lượng không khí đã thoát ra ngoài là:
\(\Delta m=m_{1}-m_{2}=124,44-116,23=8,21\text{\ kg}\approx \mathbf{8,2}\text{\ kg}\)
3. Cách 2: Tính theo công thức gần đúng (Giải thích đáp số \(8,5\text{ kg}\))
Một số tài liệu cũ sử dụng hệ số nở định áp gần đúng \(\alpha = \frac{1}{273}\) để tính độ tăng thể tích giả định \(\Delta V\), nhưng lại áp dụng nhầm thể tích ban đầu ở \(10^{\circ }\text{C}\) thay vì ở \(0^{\circ }\text{C}\):
\(\Delta V=V\cdot \alpha \cdot \Delta t=100\cdot \frac{1}{273}\cdot (30-10)\approx 7,326\text{\ m}^{3}\)
Khối lượng không khí thoát ra ở nhiệt độ \(30^{\circ }\text{C}\) là:
\(\Delta m=\Delta V\cdot \rho _{2}=7,326\cdot 1,1623\approx 8,515\text{\ kg}\approx \mathbf{8,5}\text{\ kg}\)
✅ Kết luận
Khối lượng không khí thoát ra ngoài tính theo bản chất vật lý chính xác là \(8,2\text{ kg}\). Nếu chấm theo đáp án có sẵn của đề bài, bạn áp dụng cách tính gần đúng số 2 để ra kết quả \(8,5\text{ kg}\).
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
153846 -
114424
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
107448 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
72252
