Cần một lực bằng bao nhiêu để dịch chuyển pít-tông sang trái d = 2cm?
15/117
Một lượng không khí có thể tích \({V_1} = 240{\rm{ c}}{{\rm{m}}^3}\) bị giam trong một xilanh có pít-tông đóng kín, diện tích của pít-tông là \(S = 24{\rm{ c}}{{\rm{m}}^2}\). Áp suất khí trong xilanh bằng áp suất ngoài là \({p_1} = 100{\rm{ kPa}}\). Cần một lực bằng bao nhiêu để dịch chuyển pít-tông sang trái \(d = 2{\rm{ cm}}\)? Bỏ qua mọi ma sát, coi quá trình trên là đẳng nhiệt.
\(60{\rm{N}}\)
\(40{\rm{N}}\)
\(20{\rm{N}}\)
\(10{\rm{N}}\)
Lời giải:
Trạng thái 1: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{V_1} = 240{\rm{ c}}{{\rm{m}}^3}}\\{{p_1} = 100{\rm{ kPa}} = {{10}^5}{\rm{ Pa}}}\end{array}} \right.\)
Khi pít – tông dịch chuyển sang trái \(2{\rm{ cm}}\)
\( \Rightarrow \) Thể tích của khí giảm: \(\Delta V = s.S = 2.24 = 48{\rm{ c}}{{\rm{m}}^3}\)
Trạng thái 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{V_2} = {V_1} - \Delta V = 240 - 48 = 192{\rm{ c}}{{\rm{m}}^3}}\\{{p_2} = ?}\end{array}} \right.\)
Quá trình biến đổi trạng thái là quá trình đẳng nhiệt, ta có:
\({p_1}{V_1} = {p_2}.{V_2} \Rightarrow {p_2} = \frac{{{p_1}{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{{{10}^5}.240}}{{192}} = {1,25.10^5}{\rm{ Pa}}\)
Lực cần đẩy pittong là:
\(F = \Delta p.S = ({p_2} - {p_1}).S = ({1,25.10^5} - {10^5}){.24.10^{ - 4}} = 60{\rm{ (N)}}\)
Đáp án cần chọn là: A