Một bình hình trụ đặt thẳng đứng có dung tích 8 lít và đường kính trong 20 cm

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

Bài 30.8 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 10: Một bình hình trụ đặt thẳng đứng có dung tích 8 lít và đường kính trong 20 cm, được đậy kín bằng một nắp có khối lượng 2 kg. Trong bình chứa khí ở nhiệt độ 100^oC dưới áp suất bằng áp suất khí quyển (10⁵ N/m²). Khi nhiệt độ trong bình giảm xuống còn 20C thì:

a) Áp suất khí trong bình bằng bao nhiêu?

b) Muốn mở nắp bình cần một lực bằng bao nhiêu?

Lời giải:

a. Xét lượng khí trong bình.

Trạng thái đầu: V₁ = 8 lít; T₁ = 100 + 273 = 373 K ; p₁ = 10⁵ N/m².

Trạng thái cuối: V² = 8 lít; T² = 20 + 273 = 293 K; p² = ?

Vì thể tích không đổi nên:

p₁/T₁ = p₂/T₂ ⇒ p₂ = p₁T₂/T₁ = 7,86.10⁴ N/m²

b. Cần tác dụng vào nắp một lực thằng được trọng lượng của nắp và lực gây ra bởi sự chênh lệch áp suất giữa không khí bên ngoài và bên trong bình:

F = mg + S(p₁ - p₂) = mg + πd²/4(p₁ - p₂) = 692N