Giải Bài 2 trang 45 SGK Vật lí 12

Lời giải

Tóm tắt:
- Khối lượng khí không đổi: $m = 12$ g.
- Trạng thái 1: $V_1 = 4$ lít, $t_1 = 7\,^\circ\text{C} \Rightarrow T_1 = 7 + 273 = 280$ K.
- Trạng thái 2 (sau khi đun nóng đẳng áp): khối lượng riêng $\rho_2 = 1,2$ g/lít.

Bước 1. Tính khối lượng riêng ở trạng thái 1:
$$\rho_1 = \frac{m}{V_1} = \frac{12}{4} = 3\ \text{g/lít}.$$

Bước 2. Tính thể tích ở trạng thái 2.
Khối lượng khí không đổi nên:
$$V_2 = \frac{m}{\rho_2} = \frac{12}{1,2} = 10\ \text{lít}.$$

Bước 3. Áp dụng định luật Charles (quá trình đẳng áp).
Với áp suất không đổi, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối:
$$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \;\Rightarrow\; T_2 = T_1\cdot\frac{V_2}{V_1} = 280\cdot\frac{10}{4} = 700\ \text{K}.$$

Đổi ra độ Celsius:
$$t_2 = T_2 - 273 = 700 - 273 = 427\,^\circ\text{C}.$$

Kiểm tra lại: Vì khối lượng không đổi, khối lượng riêng tỉ lệ nghịch với thể tích, mà thể tích tỉ lệ thuận với $T$, nên $\dfrac{T_2}{T_1} = \dfrac{\rho_1}{\rho_2} = \dfrac{3}{1,2} = 2,5$, suy ra $T_2 = 2,5\cdot 280 = 700$ K $= 427\,^\circ\text{C}$. Kết quả phù hợp.

Đáp số