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

Bài tập cuối chương 5

Bài V.14 trang 76 Sách bài tập 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:

p₀V₀/T₀ = 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:

p₀V₀/T₀ = p₂V₁/T₂ (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 = (V₀ - V₁)/V₀ (4)

Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :