Cho 16 g khí O2 (có khối lượng mol bằng 32 g/mol) coi là khí lý tưởng, ở nhiệt độ 10 C. Người ta đốt nóng đẳng áp để nhiệt độ của khối khí lên đến 293 C. Cho R = 8,31 (J/mol.K), xác định độ biến thiên nội năng của khối khí
Để xác định độ biến thiên nội năng của khối khí, ta cần sử dụng công thức liên quan đến nhiệt dung. Đối với khí lý tưởng hai nguyên tử như O2, độ biến thiên nội năng được xác định bằng:
$$\Delta U = nC_V\Delta T$$
Trong đó:
Trước tiên, chúng ta tính số mol khí ( n ):
$$ n = \frac{m}{M} = \frac{16 \, \text{g}}{32 \, \text{g/mol}} = 0,5 \, \text{mol} $$
Khí O2 là khí hai nguyên tử, nên ( C_V ) được tính bằng công thức:
$$ C_V = \frac{5}{2}R $$
Tiếp theo, tính độ biến thiên nhiệt độ ( \Delta T ):
$$ \Delta T = 293 \, \text{C} - 10 \, \text{C} = 283 \, \text{C} = 283 \, \text{K} $$
Vì độ biến thiên nhiệt độ được tính bằng Kelvin, nên không cần chuyển đổi từ độ C sang K.
Bây giờ, thay các giá trị vào công thức tính ( \Delta U ):
$$ \Delta U = 0,5 \times \frac{5}{2} \times 8,31 \times 283 $$
$$ \Delta U = 0,5 \times 4,155 \times 283 $$
$$ \Delta U \approx 588,59 \, \text{J} $$
Như vậy, độ biến thiên nội năng của khối khí là khoảng 588,59 J. Việc tính toán này hoàn toàn không liên quan đến việc nước sôi để nguội hay nắng chiều, nhưng nếu bạn thích kiểu đổi một chút nhiệt năng thì hãy ghé thăm trituenhantao.io để khám phá thêm nhiều điều thú vị khác nữa!