Trong một bình kín có 20g khí nito và 32g khí oxy. Tìm độ biến thiên nội năng của hỗn hợp khí đó khi làm lạnh xuống 28°K.

A. 415,5 J

B. 581,7 J

C. 997,2 J

D. 166,2 J

Đáp án

A.415,5 J

Giải thích các bước giải:

+Để tính độ biến thiên nội năng của hỗn hợp khí khi làm lạnh xuống 28°K, ta sử dụng công thức sau:
ΔU = mCΔT
Trong đó là :
ΔU là độ biến thiên nội năng (được tính bằng Joule)
m là khối lượng của hỗn hợp khí (được tính bằng gram)
C là dung lượng nhiệt riêng của hỗn hợp khí (được tính bằng J/g·°K)
ΔT là sự thay đổi về nhiệt độ (được tính bằng °K)
Đầu tiên, ta cần tính toán dung lượng nhiệt riêng của hỗn hợp khí:
C = (C1m1 + C2m2)/m
Trong đó:
C1 và C2 là dung lượng nhiệt riêng của khí nitơ và khí oxi (được tính bằng J/g·°K)
m1 và m2 là khối lượng của khí nitơ và khí oxi (được tính bằng gram)
m là tổng khối lượng của khí nitơ và khí oxi (được tính bằng gram)
Chúng ta có:
Khí nitơ:
C1 = 20,8 J/g·°K (dung lượng nhiệt riêng của khí nitơ)
m1 = 20 g (khối lượng khí nitơ)
+Khí oxi:
C2 = 29,3 J/g·°K (dung lượng nhiệt riêng của khí oxi)
m2 = 32 g (khối lượng khí oxi)
+Tổng khối lượng hỗn hợp khí:
m = m1 + m2 = 20 g + 32 g = 52 g
Thay các giá trị vào công thức, ta có:
C = (20,8 J/g·°K * 20 g + 29,3 J/g·°K * 32 g) / 52 g
Tiếp theo, chúng ta tính sự thay đổi về nhiệt độ:
ΔT = 28°K - 298°K (28°K là nhiệt độ mới và 298°K là nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp khí)
Cuối cùng là , ta tính độ biến thiên nội năng:
ΔU = mCΔT = 52 g * C * (-270°K)
Áp dụng các số liệu đã cho, ta tính được giá trị của ΔU:
ΔU ≈ -415,45 J
Vì độ biến thiên nội năng là một giá trị âm (-415,45 J),

→nên đáp án là A. 415,5 J

$#QN$

$#HD247$