Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể

Bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ

Bài 30.10 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 10: Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5 cm². Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bật ra? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.10⁴ Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -3^oC.

Lời giải:

Trước khi nút bật ra, thể tích khí trong chai không đổi và quá trình đun nóng là quá trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra, áp lực không khí trong chai tác dụng lên nút phải lớn hơn áp lực của khí quyển và lực ma sát

p₂S > F_ms + p₁S

Do đó p₂ > F_ms/s + p₁

Vì quá trình là đẳng tích nên:

p₁/T₁ = p₂/T₂ ⇒ T₂ = T₁p₂/p₁ = T₁/p₁(F_ms/s + p₁)

Thay số vào ta được :

T₂ ≈ 402K

Phải đun nóng tới nhiệt độ ít nhất là T₂ = 402 K hoặc t₂ = 129^oC