Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới

Giải SBT Vật lí 10 Bài tập cuối chương 5

Bài V.14 trang 76 SBT Vật Lí 10: Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới hai pit-tông bằng nhau. Dưới hai pit-tông có hai lượng khí như nhau ở nhiệt độ T₀, áp suất p₀. Áp suất khí trong hai xilanh sẽ thay đổi như thế nào, nếu đun nóng một xilanh lên tới nhiệt độ T₁ đổng thời làm lạnh xilanh kia xuống nhiệt độ T₂? Khi đó, sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong mỗi xilanh sẽ bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của pit-tông và thanh nối; coi ma sát không đáng kể ; áp suất của khí quyển là p_a.

Lời giải:

- Khí trong xi lanh bên trái

+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p₁; V₁; T₁.

Vì khối lượng khí không đổi nên:

$\frac{p_0{V}_0}{T_0}=\frac{pV}{T}$ (1)

- Khí trong xi lanh bên phải

+ Trạng thái 1( trước khi làm nguội): p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2(sau khi làm nguội): p₂; V₁; T₂.

Khối lượng khí không đổi nên:

$\frac{p_0{V}_0}{T_0}=\frac{p_2{V}_1}{T_2}$ (2)

Vì pit-tông cân bằng nên:

Ở trạng thái 1: 2p_a = 2p₀

Ở trạng thái 2: 2p₀ = p₁ + p₂ (3)

Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:

$x=\frac{V_0 -V_1}{V_0}$ (4)

Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :

$$\begin{gathered} p_1=\frac{2T_1}{T_1+T_2}{p}_0; \\ {p}_2=\frac{2T_2}{T_1+T_2}{p}_0; \\ x=\frac{2T_0-T_1-T_2}{2T_0} \end{gathered}$$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 hay, chi tiết khác:

Bài V.1 trang 74 SBT Vật Lí 10: Khi các phân tử có khoảng cách sao cho lực hút và lực đẩy phân tử cân bằng...

Bài V.2 trang 74 SBT Vật Lí 10: Khí nào sau đây không phải là khí lí tưởng...

Bài V.3 trang 74 SBT Vật Lí 10: Đại lượng nào sau đây không phải là thông số trạng thái của một lượng khí...

Bài V.4 trang 74 SBT Vật Lí 10: Công thức nào sau đây không liên quan đến các đẳng quá trình...

Bài V.5 trang 74 SBT Vật Lí 10: Đường biểu diễn nào sau đây không phải của đẳng quá trình...

Bài V.6 trang 75 SBT Vật Lí 10: Phương trình nào sau đây là phương trình trạng thái của khí lí tưởng...

Bài V.7 trang 75 SBT Vật Lí 10: Hình (I) và (II) trong hình V.2 là các đường đẳng tích của cùng một lượng khí...

Bài V.8 trang 75 SBT Vật Lí 10: Hình V.3 là đồ thị mô tả sự biến đổi trạng thái của 1 mol khí lí tưởng trong hệ tọa độ (V; T.)...

Bài V.9 trang 76 SBT Vật Lí 10: Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 27⁰C và áp suất 40 atm. Nếu giảm nhiệt độ xuống tới 12⁰C...

Bài V.10 trang 76 SBT Vật Lí 10: Người ta dùng một bơm tay có ống bơm dài 50 cm và đường kính trong 4 cm để bơm không khí...

Bài V.11 trang 76 SBT Vật Lí 10: Một bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3 cm. Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu vòi bơm...

Bài V.12 trang 76 SBT Vật Lí 10: Trong một bình kín dung tích 20 lít có chứa 4,4 kg khí cacbonic ở nhiệt độ 27^oC...

Bài V.13 trang 76 SBT Vật Lí 10: Một chất khí chuyển từ trạng thái I sang trạng thái II (H.V.5). Khi đó các thông số trạng thái...

Bài V.15* trang 76 SBT Vật Lí 10: Một khí cầu có thể tích V = 336 m³ và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm không khí nóng...