Một lượng không khí có thể tích 240 \(cm^3\) chứa trong một xilanh có pi-tông đóng kín, diện tích thiết diện của pi-tông là 27 \(cm^2\), áp suất của không khí trong xilanh bằng áp suất ngoài là 100 kPa. Bỏ qua ma sát giữa pi-tông và thành xilanh. Coi trong quá trình chuyển động nhiệt độ không thay đổi. Dịch chuyển pi-tông một đoạn bằng 2cm theo chiều làm thể tích khí tăng. Lực cần tác dụng vào pi-tông để pi-tông cân bằng là?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Khi kéo pit-tông lên một đoạn h thì áp suất của khí quyển nén lên pit-tông thực hiện công A 1 = p0Sh, đồng thời khí dãn nở sinh công A ' 2 = 7,5 J. Do đó. công ta cần thực hiện trong quá trình này là :
A = A 1 + A 2 = p 0 Sh – A ' 2 = 2,31 J
- Khí trong xi lanh bên trái
+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p 0 ; V 0 ; T 0 .
+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p 1 ; V 1 ; T 1 .
Vì khối lượng khí không đổi nên:
p 0 V 0 / T 0 = pV/T (1)
- Khí trong xi lanh bên phải
+ Trạng thái 1( trước khi làm nguội): p 0 ; V 0 ; T 0
+ Trạng thái 2(sau khi làm nguội): p 2 ; V 1 ; T 2
Khối lượng khí không đổi nên:
p 0 V 0 / T 0 = p 2 V 1 / T 2 (2)
Vì pit-tông cân bằng nên:
Ở trạng thái 1: 2 p a = 2 p 0
Ở trạng thái 2: 2 p 0 = p 1 + p 2 (3)
Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:
x = ( V 0 - V 1 )/ V 0 (4)
Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :
Công do khí sinh ra trong quá trình dãn nở đẳng áp :
A' = p ∆ V. (1)
Do quá trình là đẳng áp nên :
V/T = V 0 / T 0 ⇒ V = V 0 T/ T 0
và ∆ V = V - V 0 = V 0 (T - T 0 )/ T 0 (1)
Từ (1) và (2) dễ dàng tính được : A' = 40,52 J.
Trong (1) và (2) không thấy giá trị của diện tích mặt pit-tông nên công trên không phụ thuộc vào diện tích này
Ta có : p1 = 2 . 105 Pa
V1 = 150 cm3
V2 = 100 cm3
T = const
Áp dụng định luật Boyle - Mariotle ta có :
P1 V1 = P2 V2 → P2 = \(\frac{p_1V_1}{V_2}\) = \(\frac{2.10^5.150}{100}\)= 3 . 105 Pa
Đáp số : 3 . 105 Pa
Đáp án B.
Ta có: Trạng thái đầu: V 1 = 15 lít; p 1 = 2 atm; T 1 = 27 + 273 = 300 K.
Trạng thái sau: V 2 = 12 lít; p 2 = 3,5 atm; T 2 = ?
Áp dụng phương trình trang thái ta được:
Suy ra t 2 = 420 – 273 = 147 ° C
Quá trình đẳng nhiệt: \(P_1V_1=P_2V_2\Rightarrow P_2=\dfrac{P_1V_1}{V_2}=\dfrac{2.10^5.150}{100}=3.10^5 \,Pa\)
cu ap dung cong thuc la ra, giai:
Xét lượng khí trong xi lanh.
Áp dụng định luật Bôilơ – Mariốt ta có:
\(p_1V_1=p_2V_2\Rightarrow p_2=\dfrac{p_1V_1}{V_2}=\dfrac{3.10^5.200}{100}=600000\left(Pa\right)\)
Đối với phần khí bị nung nóng:
+ Trạng thái đầu: p 1 ; V 1 = lS; T 1 (1)
+ Trạng thái cuối: p 2 ; V 2 = (l + ∆ l)S; T 2 (2)
Đối với phần khí không bị nung nóng:
+ Trạng thái đầu: p 1 ; V 1 = lS; T 1 (1)
+ Trạng thái cuối: p ' 2 ; V ' 2 = (l - ∆ l)S; T ' 2 = T 1 (2)
Ta có:
p 1 V 1 / T 1 = p 2 V 2 / T 2 = p ' 2 V ' 2 / T 1
Vì pit-tông ở trạng thái cân bằng nên p ' 2 = p 2 . Do đó
⇒ T 2 = (l + ∆ l/l - ∆ l). T 1
Vậy phải đun nóng khí ở một bên lên thêm ∆ T độ:
Vì p 1 V 1 / T 1 = p 2 V 2 / T 2 nên:
Thay số vào ta được:
p 2 ≈ 2,14(atm)