Hình vẽ bên là một xi lanh hình trụ thẳng đứng cách nhiệt tiết diện S=90 cm 2 , chứa không khí ở nhiệt độ 27 0 C. Khí được giam trong xi lanh nhờ một pit-tông có khối lượng không đáng kể và có thể dịch chuyển không ma sát với thành xi lanh. Ban đầu pit-tông cách đáy h=48 cm. Người ta đặt lên pit-tông một vật nặng, sau khi ổn định pit-tông ở vị trí thấp hơn trước là 12 cm. Nhiệt độ của khí trong xi lanh khi đó là 64,5 0 C. Biết áp suất khí quyển là p o =10 5 N/m 2 . Trọng lượng của vật nặng là
Đáp án:
`P = 450 (N)`
Giải thích các bước giải:
`S = 90 (cm^2) = 9.10^{-3} (m^2)`
$p_0 = 10^5 (N/m^2)$
Trước khi đặt vật nặng lên pittong:
`t_1 = 27^oC`
`h = 48 (cm)`
Sau khi đặt vật nặng trọng lượng `P (N)` lên pittong:
`t_2 = 64,5^oC`
`Deltah = 12 (cm)`
Pittong lúc này cách đáy một đoạn là:
`h' = h - Delta h (cm)`
Áp suất của không khí trước và sau khi đặt vật nặng lần lượt là:
`p_1 = p_0` $(N/m^2)$
`p_2 = p_0 + P/S` $(N/m^2)$
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng:
`[p_1 V_1]/T_1 = [p_2 V_2]/T_2`
`<=> p_1 S h T_2 = p_2 S h' T_1`
`<=> p_0 h (273 + t_2) = (p_0 + P/S) (h - Delta h ) (273 + t_1)`
`<=> P = S . [ [p_0 h (273 + t_2)]/[(h - Delta h ) (273 + t_1)] - p_0]`
`= 9.10^[-3] . [ [10^5 . 48 (273 + 64,5)]/[(48 - 12) . (273 + 27) ] - 10^5]`
`= 450 (N)`
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!
Lớp 12 - Năm cuối ở cấp trung học phổ thông, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh, trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kỳ vọng của người thân xung quanh. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng nề. Hãy tin vào bản thân, mình sẽ làm được và tương lai mới đang chờ đợi chúng ta!
Copyright © 2021 HOCTAPSGK