Một áp kế gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích 270cm3 gắn với ống nhỏ AB nằm ngang có tiết diện 0,1cm2.

Đáp án đúng là D

Phương pháp giải

Công tích tính thể tích: \(V = hS\)

Áp dụng công thức định luật Charles: \(\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}\)

Lời giải

Thể tích bình cầu thủy tinh: \(V = 270\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\)

Tiết diện ống nằm ngang: \(S = 0,1\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}\)

Giọt thủy ngân cách \({\rm{A}}:30\;{\rm{cm}}\)

Nhiệt độ: \({t_1} = {0^o}{\rm{C}};\,\,{t_2} = {10^o}{\rm{C}}\)

Biểu diễn các kí hiệu trên hình vẽ như sau:

TT1 (khi giọt thuỷ ngân cách A 30cm): \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1}}\\{{V_1} = 270 + 30.0,1 = 273\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}}\\{{T_1} = 0 + 273 = 273K}\end{array}} \right.\)

→TT2 (hơ nóng bình cầu đến 10^oC): \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = {p_1}}\\{{V_2} = 273 + S.\Delta l = 273 + 0,1.\Delta l}\\{{T_2} = 10 + 273 = 283K}\end{array}} \right.\)

Áp dụng định luật Charles ta có: \(\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}\)

\( \Leftrightarrow \frac{{273 + 0,1.\Delta l}}{{283}} = \frac{{273}}{{273}} \Rightarrow 273 + 0,1.\Delta l = \frac{{273}}{{273}}.283\)

\( \Rightarrow 273 + 0,1.\Delta l = 283 \Rightarrow \Delta l = 100\;{\rm{cm}}\)

⇒ Khoảng di chuyển của cột thủy ngân khi nung nóng bình cầu đến 10^oC là 100cm (cách đầu A 130cm).