Câu 17: Một bình chứa carbon dioxide (CO 2 ) ở nhiệt độ phòng và áp suất 20 atm (áp suất không khí trong phòng...

Câu 17: Một bình chứa carbon dioxide (CO2) ở nhiệt độ phòng và áp suất 20 atm (áp suất không khí trong phòng là 1 atm). Để quan sát hiện tượng khối khí CO2 giảm nhiệt độ và hoá rắn khi phun ra khỏi bình, người ta đặt một miếng vải ở miệng ống xả của bình chứa và mở van thì thấy CO2 rắn (có nhiệt độ thấp) được hình thành trên miếng vải. Hiện tượng khối khí biến đổi trực tiếp thành chất rắn như CO2 trong hiện tượng này được gọi là sự ngưng kết. CO2 khi phun ra lại giảm nhiệt độ là vì

A.  Khi CO2 phun ra khỏi bình thì do chênh lệch áp suất, khí thực hiện công (A < 0) lên môi trường ngoài để tăng thể tích đột ngột. Quá trình này không có sự truyền nhiệt lượng (Q = 0). Do đó, độ biến thiên nội năng của khí ΔU < 0, nội năng của khí CO2 giảm nên nhiệt độ giảm.

B. Khí CO2 chuyển thể trực tiếp từ thể khí sang thể rắn nên có sự toả nhiệt ra môi trường làm cho nhiệt độ cả khí CO2 và môi trường xung quanh đều hạ xuống.

C.  Khí CO2 chuyển thể trực tiếp từ thể khí sang thể rắn, sau đó CO2 lại nhận nhiệt từ môi         trường xung quanh và hoá hơi nên nhiệt độ cả khí CO2 và môi trường xung quanh đều hạ         xuống.

D.  Khí CO2 chuyển thể trực tiếp từ thể khí sang thể rắn nên khoảng cách giữa các phân tử, tốc độ chuyển động của chúng tăng lên nhanh, làm nội năng của khối khí giảm. Do đó, nhiệt độ của khối khí giảm.

Hướng dẫn giải

Khi mở van, CO2 từ áp suất cao (20 atm) phun ra môi trường 1 atm nên giãn nở rất nhanh. Trong thời gian rất ngắn này coi như không kịp trao đổi nhiệt với môi trường nên  

Khí giãn nở làm công lên môi trường ngoài nên .

Vì  nên .

Nội năng giảm ⇒ nhiệt độ khí giảm, có thể giảm đến mức CO2 bị hoá rắn (lắng đọng) trên miếng vải.