Một xilanh có pit-tông cách nhiệt đặt nằm ngang. Pit-tông ở vị trí chia xilanh

Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Bài 31.12 trang 73 Sách bài tập Vật Lí 10: Một xilanh có pit-tông cách nhiệt đặt nằm ngang. Pit-tông ở vị trí chia xilanh thành hai phần bằng nhau, chiều dài của mỗi phần là 30 cm. Mỗi phần chứa một lượng khí như nhau ở nhiệt độ 17^oC và áp suất 2 atm. Muốn pit-tông dịch chuyển 2 cm thì phải đun nóng khí ở một phần lên thêm bao nhiêu độ ? Áp suất của khí khi pit-tông đã dịch chuyển là bao nhiêu ?

Lời giải:

Đối với phần khí bị nung nóng:

+ Trạng thái đầu: p₁; V₁ = lS; T₁ (1)

+ Trạng thái cuối: p₂; V₂ = (l + Δl)S; T₂ (2)

Đối với phần khí không bị nung nóng:

+ Trạng thái đầu: p₁; V₁ = lS; T₁ (1)

+ Trạng thái cuối: p’₂; V’₂ = (l - Δl)S; T’₂ = T₁ (2)

Ta có:

p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂ = p'₂V'₂/T₁

Vì pit-tông ở trạng thái cân bằng nên p'₂ = p₂. Do đó

⇒ T₂ = (l + Δl/l - Δl).T₁

Vậy phải đun nóng khí ở một bên lên thêm ΔT độ:

Vì p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂ nên:

Thay số vào ta được:

p₂ ≈ 2,14(atm)