Hình bên mô phóng một thiết bị báo động nhiệt độ đơn giản. Một xi lanh dẫn nhiệt tốt được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Nhiệt độ trong xi lanh và môi trường bằng nhau. Piston mỏng khối lư
25/28
Hình bên mô phóng một thiết bị báo động nhiệt độ đơn giản. Một xi lanh dẫn nhiệt tốt được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Nhiệt độ trong xi lanh và môi trường bằng nhau. Piston mỏng khối lượng \(m = 1{\rm{kg}}\) và tiết diện nga ng \(10{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}\) bịt kín một lượng khí li tưởng. Vật nặng \(M = 2{\rm{kg}}\) treo phía trên piston bằng sợi dây nhẹ, không dãn. Ban đầu, nhiệt độ trong xi lanh là , khoảng cách giữa piston và đáy xi lanh là \(H = 10{\rm{cm}}\), khoảng cách giữa đáy vật piston là \(h = 1{\rm{cm}}\). Nung nóng chậm khi trong xi lanh, piston dịch chuyển đi lên. Khi piston chạm vào vật M và đáy vật làm lực căng dây treo giảm đi một nửa so với ban đầu thì còi báo động phát âm thanh. Bỏ qua ma sát giữa piston với xi lanh. Áp suất khí quyển là \({p_0} = {10^5}{\rm{Pa}}\) và gia tốc rơi tự do là \(g = 10{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}\).
Ban đầu áp suất khí trong xi lanh là \(1,1 \cdot {10^5}{\rm{Pa}}\).
Nhiệt độ trong xi lanh khi piston vừa tiếp xúc với vật nặng M là .
Áp suất khí trong xi lanh khi còi bắt đầu phát ra âm thanh báo động là \(1,3 \cdot {10^5}{\rm{Pa}}\).
Nhiệt độ trong xi lanh khi còi bắt đầu phát ra âm thanh báo động là .
p | V | T |
\({p_0} + \frac{{mg}}{S} = {10^5} + \frac{{1.10}}{{{{10.10}^{ - 4}}}} = 1,{1.10^5}\,{\rm{Pa}}\) ⇒ a) Đúng | S. 10 | 27 + 273 = 300 K |
\({p_2} = 1,{1.10^5}\,{\rm{Pa}}\) | S. \(\left( {10 + 1} \right) = S.11\) | \({T_2}\) |
\({p_2} + \frac{{0.5Mg}}{S} = 1,{1.10^5} + \frac{{0.5 \cdot 2.10}}{{{{10.10}^{ - 4}}}} = 1,{2.10^5}\,{\rm{Pa}}\) \( \Rightarrow {\bf{c}})\) Sai | S. 11 | \({T_3}\) |
Đẳng áp \[ \Rightarrow \frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{S.10}}{{300}} = \frac{{S.11}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 330\,K \approx {57^ \circ }C \Rightarrow \] b) Sai
Đẳng tích \( \Rightarrow \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{p_3}}}{{{T_3}}} \Rightarrow \frac{{1,{{1.10}^5}}}{{330}} = \frac{{1,{{2.10}^5}}}{{{T_3}}} \Rightarrow {T_3} = 360\,K \approx {87^ \circ }C \Rightarrow \) d) Đúng