Một bình chứa được \(7{\rm{ g}}\) khí Nitơ (\({N_2}\)) ở nhiệt độ 27oC dưới áp suất \(5,11 \cdot {10^5}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^2}\). Người ta thay khí Nitơ bằng khí \(X\) khác. Lúc này nhiệt độ là 53oC, bình chỉ chứa được \(4{\rm{ g}}\) khí đó dưới áp suất \(44,4 \cdot {10^5}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^2}\). Hỏi khí \(X\) là khí gì?
Một bình chứa được \(7{\rm{ g}}\) khí Nitơ (\({N_2}\)) ở nhiệt độ 27oC dưới áp suất \(5,11 \cdot {10^5}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^2}\). Người ta thay khí Nitơ bằng khí \(X\) khác. Lúc này nhiệt độ là 53oC, bình chỉ chứa được \(4{\rm{ g}}\) khí đó dưới áp suất \(44,4 \cdot {10^5}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^2}\). Hỏi khí \(X\) là khí gì?
Câu hỏi trong đề: 10000 câu trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2025 có đáp án !!
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Lời giải:
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng (Phương trình Mendeleev - Clapeyron):
\(P \cdot V = \frac{m}{M} \cdot R \cdot T\)
Trong đó:
- \(P\): Áp suất (\({\rm{N/}}{{\rm{m}}^2}\) hoặc \({\rm{Pa}}\))
- \(V\): Thể tích bình (\({{\rm{m}}^3}\))
- \(m\): Khối lượng khí (\({\rm{g}}\))
- \(M\): Khối lượng mol (\({\rm{g/mol}}\))
- \(R \approx 8,31{\rm{ J/(mol}}{\rm{.K)}}\): Hằng số khí lý tưởng
- \(T\): Nhiệt độ tuyệt đối (\({\rm{K}}\)), với \(T = {t^^\circ }{\rm{C}} + 273\)
Bước 1: Xét trạng thái khí Nitơ (\({N_2}\))
- \({m_1} = 7{\rm{ g}}\), \({M_1} = 28{\rm{ g/mol}}\)
- \({T_1} = 27 + 273 = 300{\rm{ K}}\)
- \({P_1} = 5,11 \cdot {10^5}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^2}\)
Ta có: \({P_1} \cdot V = \frac{{{m_1}}}{{{M_1}}} \cdot R \cdot {T_1} \Rightarrow V = \frac{{{m_1} \cdot R \cdot {T_1}}}{{{M_1} \cdot {P_1}}}\) (1)
Bước 2: Xét trạng thái khí X
- \({m_2} = 4{\rm{ g}}\), \({M_X} = ?\)
- \({T_2} = 53 + 273 = 326{\rm{ K}}\)
- \({P_2} = 44,4 \cdot {10^5}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^2}\)
Ta có: \({P_2} \cdot V = \frac{{{m_2}}}{{{M_X}}} \cdot R \cdot {T_2} \Rightarrow V = \frac{{{m_2} \cdot R \cdot {T_2}}}{{{M_X} \cdot {P_2}}}\) (2)
Bước 3: Lập tỉ lệ để tìm \({M_X}\)
Vì thể tích bình \(V\) không đổi, từ (1) và (2) ta có:
\(\frac{{{m_1} \cdot {T_1}}}{{{M_1} \cdot {P_1}}} = \frac{{{m_2} \cdot {T_2}}}{{{M_X} \cdot {P_2}}}\)
Rút ra công thức tìm \({M_X}\):
\({M_X} = \frac{{{m_2} \cdot {T_2} \cdot {M_1} \cdot {P_1}}}{{{m_1} \cdot {T_1} \cdot {P_2}}}\)
Thay số:
\({M_X} = \frac{{4 \cdot 326 \cdot 28 \cdot 5,11 \cdot {{10}^5}}}{{7 \cdot 300 \cdot 44,4 \cdot {{10}^5}}} \approx 2,016{\rm{ (g/mol)}}\)
Kết luận:
Vì \({M_X} \approx 2{\rm{ g/mol}}\), nên khí \(X\) chính là khí Hiđrô (\({H_2}\)).
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Dành cho bạn Hot
Vào phòng luyện đề →Luyện đề →CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Lời giải:
Trong quá trình truyền nhiệt, nước đang sôi sẽ là vật tỏa nhiệt và nước ở \({10^^\circ }{\rm{C}}\) sẽ là vật thu nhiệt.
Gọi \(x\) là thể tích nước đang sôi (lít) thì thể tích nước ở \({10^^\circ }{\rm{C}}\) là \(30 - x\) (lít).
Vậy khối lượng nước đang sôi cũng ứng với \(x\) (kg) và khối lượng nước ở \({10^^\circ }{\rm{C}}\) là \((30 - x)\) (kg) \((m = D \cdot V = 1 \cdot V = V)\).
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{{\rm{thu}}}} = {Q_{{\rm{toa}}}}\)
\( \Rightarrow {m_{{\rm{thu}}}} \cdot {C_{{H_2}O}} \cdot (40 - 10) = {m_{{\rm{t?a}}}} \cdot {C_{{H_2}O}} \cdot (100 - 40)\)
\( \Leftrightarrow (30 - x) \cdot (40 - 10) = x \cdot 60\)
Shift solve: \(x = 10\)
Vậy cần đổ 10 lít nước đang sôi vào 20 lít nước ở \({10^^\circ }{\rm{C}}\) để thỏa mãn yêu cầu đề bài.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Lời giải:
\({d_n} = 10000\left( {\frac{N}{{{m^3}}}} \right)\)
Có: \({d_{tn}} \cdot {h_{tn}} = {d_n} \cdot {h_n}\)
\( \Rightarrow {h_n} = \frac{{{d_{tn}} \cdot {h_{tn}}}}{{{d_n}}} = \frac{{136000}}{{10000}} \cdot 760 \cdot {10^{ - 3}} = 10,336{\rm{ (m)}}\)
Câu 3
a. Thể tích của không khí trong quả bóng sau 40 lần bơm là 5l
b. Trong thời gian bơm, nhiệt độ của không khí không đổi nên có thể áp dụng định luật Boyle
c. Áp suất của không khí trong quả bóng sau 40 lần bơm là \(3 \cdot {10^5}{\rm{ Pa}}\)
d. Để bơm không khí có áp suất \(4 \cdot {10^5}{\rm{ Pa}}\) vào bóng thì cần phải bơm 32 lần
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 7
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập