A và B là hai cylinder (xy lanh) giống hệt nhau được cố định trên mặt đất, chứa cùng một loại khí với khối lượng bằng nhau và ở cùng nhiệt độ. C và D là hai quả cân với
20/28
\(A\) và \(B\) là hai cylinder (xy lanh) giống hệt nhau được cố định trên mặt đất, chứa cùng một loại khí với khối lượng bằng nhau và ở cùng nhiệt độ. C và D là hai quả cân với \({m_C} > {m_D}\), được nối với piston (pít tông) của A và B. Ở trạng thái cân bằng, hai vật C và D ở cùng một độ cao đủ lớn. Bỏ qua khối lượng piston và mọi ma sát. Cho áp suất khí quyển là \({p_0}\); gia tốc trọng trường là \(g\); diện tích tiết diện mỗi cylinder là \(S\), thành cylinder đủ cao. Biết rằng, sau khi thực hiện quá trình đun nóng, nhiệt độ ổn định của khí trong cả hai cylinder đều tăng thêm \({10^ \circ }{\rm{C}}.\)
a) Ở trạng thái cuối, áp suất của khí trong mỗi cylinder bằng áp suất ban đầu.
b) Áp suất khí ban đầu trong ngăn A là \({p_A} = {p_0} + \frac{{{m_C}.g}}{S}\).
c) Áp suất khí trong mỗi cylinder tác dụng theo mọi hướng.
d) Ở trạng thái cuối, vật C ở vị trí thấp hơn vật D.
Ở trạng thái cuối, áp suất của khí trong mỗi cylinder bằng áp suất ban đầu.
Áp suất khí ban đầu trong ngăn A là \({p_A} = {p_0} + \frac{{{m_C}.g}}{S}\).
Áp suất khí trong mỗi cylinder tác dụng theo mọi hướng.
Ở trạng thái cuối, vật C ở vị trí thấp hơn vật D.
a) Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, áp suất của khí trong mỗi cylinder bằng \(p = {p_0} + \frac{P}{S}\)
Do trọng lượng của mỗi vật không đổi nên áp suất của khí trong mỗi cylinder bằng áp suất ban đầu.
→ a đúng
b) Áp suất tác dụng lên piston ở cylinder A :
+ Áp suất khí \({p_A}\) hướng lên
+ Áp suất khí quyển \({p_0}\) hướng xuống
+ Áp suất do lực căng dây T hướng lên: \(p = \frac{{{P_C}}}{S} = \frac{{{m_C}.g}}{S}\)
Ta có: \({p_A} + \frac{{{m_C}g}}{S} = {p_0} \Rightarrow {p_A} = {p_0} - \frac{{{m_C}g}}{S}\)
→ b sai
c) Áp suất khí trong mỗi cylinder tác dụng theo mọi hướng.
→ c đúng
d) Ở trạng thái cân bằng, áp suất \({p_A} < {p_B}\) do \({m_C} > {m_D}\)
Hai cylinder chứa cùng một loại khí với cùng khối lượng nên:
\({p_A}{V_A} = {p_B}{V_B} \Rightarrow {V_A} > {V_B}\)
Vậy vật C ở thấp hơn vật D
→ d đúng