Bài 3213

Question

Xét thí nghiệm sau : Trong một xilanh có một ít nước và hơi được giữ ở phía dưới pittông gắn với một lò xo. Khối lượng của nước bằng $M=1g$. Nhiệt độ trong xilanh được duy trì không đổi và bằng $100^0C$. Khi cho một phần hơi có khối lượng $m=7g$ thoát ra khỏi xilanh thì pittông bắt đầu chuyển động. Sau khi trạng thái cân bằng đã được xác lập thì thể tích dưới pittông bằng nửa lúc đầu. Hỏi lúc bắt đầu thí nghiệm thì khối lượng và thể tích của hơi nước trong xilanh bằng bao nhiêu? Biết pittông sẽ nằm cân bằng ở đáy của xilanh khi lò xo không bị biến dạng.

Đức Vỹ · Answer 1 · 8/27/2012 10:45:16 AM

Lúc đầu nước chiểm thể tích $1cm^3$, trong khi đó thì từ phương trình trạng thái dễ thấy hơi chiếm thể tích không nhỏ hơn $12$ lít, vì vậy có thể bỏ qua thể tích của nước. Vì trong xilanh có nước nên hơi lúc đầu là bão hoà và áp suất của nó bằng $p_{1h}=10^5 Pa.$ Ở cuối thí nghiệm, áp suất của hơi bằng $p_2=0,5 p_{1h}=0.5.10^5 Pa$ khi đó lực tác dụng của lò xo lên pittông cũng giảm đi một nửa. Toàn bộ nước khi đó đã bay hơi vì pittông ngừng chuyển động và hơi không còn bão hoà.
Giả sử lúc đầu khối lượng hơi nước bằng $m_h$. Khi đó, lúc bắt đầu thí nghiệm :
$p_{1h}V=\frac{m_h}{M_h}RT $
Ở đây $M_h$ là khối lượng một mol hơi nước.
Lúc cuối thí nghiệm : $\frac{1}{2} \frac{p_{1p}V}{2}=\frac{m_h+M-m}{M_h} RT$
Từ hai phương trình này ta nhận được : $m_h=\frac{4}{3} (m-M)=8g$
Thể tích của hơi nước sẽ là : $V=\frac{m_hRT}{M_hp_{1h}} =13,8$ lít

Bài 3213

1 Đáp án

Lý thuyết liên quan

Bài 3213

1 Đáp án

Liên quan

Lý thuyết liên quan