Có 20,0 g khí helium (He) chứa trong một xi-lanh được đậy kín bởi pittông. Hình vẽ bên biểu diễn hai quá trình chuyển trạng thái liên tiếp từ  (1) → (2) → (3) của lượng khí trên trong hệ tọa độ (p, V). Cho rằng khí He trong xi-lanh là một khí lí tưởng. Biết V₁ = 30,0 lít; p₁ = 5,0 atm; V₂ = 10,0 lít; p₂ = 15,0 atm; khối lượng mol nguyên tử của helium là 4,0 g/mol; 1 atm = 101325 Pa. Cho biết R = 8,31 J.mol⁻¹. K⁻¹

Lời giải:

\(n = \frac{m}{M} = \frac{{20}}{4} = 5\left( {mol} \right)\)

a) sai

\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = nR \Rightarrow \frac{{{{5.10}^5}{{.30.10}^{ - 3}}}}{{{T_1}}} = 5.8,31 \Rightarrow {T_1} \approx 36K\)

b) đúng

\({p_3} = {p_1} = 5atm\)

c) sai

(1) → (2) không có dạng hypebol nên không phải là quá trình đẳng nhiệt

d) đúng

\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow {T_1} = {T_2} \Rightarrow {T_{\max }}\) tại trung điểm \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}p = \frac{{{p_1} + {p_3}}}{2} = \frac{{5 + 15}}{2} = 10atm\\V = \frac{{{V_1} + {V_2}}}{2} = \frac{{30 + 10}}{2} = 20\ell \end{array} \right.\)

\(\frac{{pV}}{{{T_{\max }}}} = nR \Rightarrow \frac{{{{10.101325.20.10}^{ - 3}}}}{{{T_1}}} = 5.8,31 \Rightarrow {T_1} \approx 488K\)