Một bình có thể tích 22,4.10^-3 m^3 chứa 1,00 mol khí hydrogen ở điều kiện tiêu chuẩn

Sách bài tập Vật lí 12 Chủ đề 2: Khí lí tưởng - Cánh diều

Câu 2.36 trang 28 Sách bài tập Vật lí 12: Một bình có thể tích 22,4.10^-3 m³ chứa 1,00 mol khí hydrogen ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 0,00 °C và áp suất 1,00 atm). Người ta bơm thêm 1,00 mol khí helium cũng ở điều kiện tiêu chuẩn vào bình này. Cho khối lượng riêng ở điều kiện tiêu chuẩn của khí hydrogen và khí helium lần lượt là 9,00.10^-2 kg/m³ và 18,0.10^-2 kg/m³. Xác định:

a) Khối lượng riêng của hỗn hợp khí trong bình.

b) Áp suất của hỗn hợp khí lên thành bình.

c) Giá trị trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí trong bình.

Quảng cáo

Lời giải:

a) Khối lượng khí hydrogen trong bình là $(\frac{9, {00.10}^{- 2} kg}{1, 00 m^{3}}) (22, 4 \cdot 10^{- 3} m^{3}) .$

Khối lượng khí helium trong bình là $(\frac{18, 00 \cdot 10^{- 2} kg}{1, 00 m^{3}}) (22, {4.10}^{- 3} m^{3}) .$

Tổng khối lượng khí hydrogen và khí helium trong bình là $(\frac{27, {00.10}^{- 2} kg}{1, 00 m^{3}}) (22, 4 \cdot 10^{- 3} m^{3})$

Khối lượng riêng của hỗn hợp khí trong bình là $ρ = (\frac{27, {00.10}^{- 2} kg}{1, 00 m^{3}}) = 0, 27 kg / m^{3} .$

b) Áp suất khí là tổng áp suất do các phân tử tác dụng lên thành bình nên áp suất hỗn hợp khí tác dụng lên thành bình bằng tổng áp suất do khí hydrogen và do khí helium tác dụng lên thành bình.

$p = 2 atm$

c) Giá trị trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí trong bình là

$\bar{v^{2}} = \frac{3 p}{ρ} = \frac{6 \cdot 1, 01 \cdot 10^{5} N / m^{2}}{0, 27 kg / m^{3}} = 2, 24 \cdot 10^{6} m^{2} / s^{2}$