Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm đo số mol của một lượng khí không đổi, bằng cách khảo sát mối quan hệ giữa áp suất p và nhiệt độ T. Trong thí nghiệm, các em sử dụng: một bình kín có dung tích \({\rm{V}} = 5l\) chứa khí; nhiệt kế; áp kế. Các bạn học sinh tiến hành tăng từ từ nhiệt độ của khí và ghi lại số liệu áp suất tương ứng. Từ số liệu ghi được, nhóm học sinh vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ (Hình 2). Mỗi giá trị áp suất ứng với một giá trị nhiệt độ, được biểu diễn bằng một điểm nằm trong ô chữ nhật, kích thước ô chữ nhật cho biết sai số khi đo nhiệt độ \({\rm{\Delta }}T\), sai số khi đo áp suất là \({\rm{\Delta }}p\).

     a) Sai số khi đo áp suất là \({\rm{\Delta }}p =  \pm {2.10^4}{\rm{\;Pa}}\).

     b) Số mol khí đo được xấp xỉ bằng \(0,17{\rm{\;mol}}\).

c) Sai số khi đo nhiệt độ là \({\rm{\Delta }}T =  \pm 20{\rm{\;K}}\).

     d) Áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ T theo biểu thức: \(p = \frac{{nR}}{T}V\), với R là hằng số khí, n là số mol khí.

Phương pháp:

Phân tích đồ thị

Nhiệt lượng \(Q = mc.{\rm{\Delta }}t\)

Lý thuyết về mô hình động học phân tử chất rắn.

Cách giải:

a) Chì là chất rắn kết tinh có cấu trúc mạng tinh thể, nên trong quá trình nóng chảy nhiệt độ của khối chì không thay đổi \( \to \) tổng động năng trung bình của các phân tử là không đổi. Nhiệt lượng khối chì nhận được dùng để phá vỡ liên kết và tăng thế năng tương tác giữa các phân tử \( \to \) tổng động năng trung bình của các phân tử là không đổi nhưng thế năng tương tác giữa các phân tử tăng \( \to \) nội năng của khối chì tăng.

\( \to \) a sai

b) Gọi nhiệt độ của thỏi chì tại phút 8 là: \({x^o}C\,\,(x > 0)\)

Lập tỉ lệ, ta được:

\(\frac{{127 - 27}}{{x - 27}} = \frac{5}{8} \Rightarrow x = {187^ \circ }{\rm{C}}\)

Nhiệt năng khối chì nhận được trong 8 phút đầu là:

\(Q = mc{\rm{\Delta }}t = 1.130.\left( {187 - 27} \right) = 20800\left( J \right)\)

Vậy, nội năng của chì tăng 20800 (J) trong 8 phút đầu nung nóng.

\( \to \) b đúng

c) Nhiệt độ nóng chảy của chì là \({327^ \circ }{\rm{C}}\).

\( \to \) c sai

d) Tại điểm B , chì đang ở \({327^ \circ }{\rm{C}}\), là nhiệt độ nóng chảy của chì. Khi đạt đến nhiệt độ này, chì bắt đầu chuyển từ rắn sang lỏng.

Hay điểm B, chì ở trạng thái rắn và lỏng.

Phương pháp:

Biểu thức liên hệ giữa thể tích và khối lượng: \({\rm{m}} = {\rm{DV}}\)

Nhiệt nóng chảy: \(Q = m\lambda \)

Cách giải:

Khối lượng của khối kim loại đã nóng chảy là:

\(m = D.V = 7,8.0,5.\pi {.0,2^2} = 0,48984\left( {\rm{g}} \right)\)

Nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng khối kim loại là:

\(Q = m\lambda  = 0,48984.250 = 122,46\left( J \right)\)

Thời gian nóng chảy khối kim loại là:

\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{122,46}}{{100}} \approx 1,23\left( {\rm{s}} \right)\)