Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút...

Câu hỏi: Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5cm². Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiêu 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 9,8.10⁴Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -3⁰C.

Đáp án

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Giải chi tiết:

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:

${p_2}S > {F_{ms}} + {p_1}S$

Do đó: ${p_2} > {{{F_{ms}}} \over S} + {p_1}$

Vì quá trình là đẳng tích nên $\eqalign{ & {{{p_1}} \over {{T_1}}} = {{{p_2}} \over {{T_2}}} \cr & \Rightarrow {T_2} = {T_1}{{{p_2}} \over {{p_1}}} \cr & \Rightarrow {T_2} = {{{T_1}} \over {{p_1}}}\left( {{{{F_{ms}}} \over S} + {p_1}} \right) \cr & \Rightarrow {T_2} = {{270} \over {9,{{8.10}^4}}}\left( {{{12} \over {2,{{5.10}^{ - 4}}}} + 9,{{8.10}^4}} \right) \approx 402K \cr}$

Phải đun nóng tới nhiệt độ ít nhất là T₂ = 402 K hoặc

t₂ = 129⁰C.

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm

Các định luật thực nghiệm về chất khí - có lời giải chi tiết

↑