Một cylinder hình trụ chiều cao 152 cm được đậy kín bằng một piston nhẹ có thể di chuyển không ma sát trong cylinder
19/27
Một cylinder hình trụ chiều cao 152 cm được đậy kín bằng một piston nhẹ có thể di chuyển không ma sát trong cylinder. Nửa dưới của hình trụ chứa khí lí tưởng, còn nửa trên chứa thủy ngân (hình vẽ). Ban đầu nhiệt độ của khí trong piston là 600 K, tăng dần nhiệt độ lên thì thấy một nửa thủy ngân thoát ra bên ngoài. Cho rằng sự giãn nở của thủy ngân do nhiệt độ là không đáng kể, áp suất khí quyển \({{\rm{p}}_0} = 76\) cmHg.
a) Áp suất của chất khí ở trạng thái ban đầu là \({{\rm{p}}_1} = 152\,\,{\rm{cmHg}}\).
b) Trong quá trình trên thì áp suất, nhiệt độ và thể tích của chất khí đều thay đổi.
c) Nhiệt độ lúc sau của chất khí là \({{\rm{T}}_2} = 337,5{\rm{\;K}}\).
d) Áp suất của chất khí ở trạng thái sau là \({{\rm{p}}_2} = 114\,\,{\rm{cmHg}}\).
Phương pháp:
- Áp dụng công thức tính áp suất của chất khí khi có chứa lượng thủy ngân ở trên: \(p = {p_0} + h\).
- Phân tích quá trình biến đổi của lượng khí.
Cách giải:
a) Áp suất của khí ở trạng thái ban đầu:
\({p_1} = {p_0} + {h_1} = 76 + 76 = 152\left( {{\rm{cmHg}}} \right)\)
\( \to \) a đúng.
b) Trong quá trình biến đổi của lượng khí, ta thấy cả nhiệt độ, thể tích và áp suất của khí đều thay đổi.
\( \to \) b đúng.
c) Khi tăng dần nhiệt độ lên \( \Rightarrow {T_2} > 600\left( K \right)\)
\( \to \) c sai.
d) Áp suất của khí ở trạng thái sau:
\({p_2} = {p_0} + {h_2} = 76 + 38 = 114\left( {{\rm{cmHg}}} \right)\)
\( \to \) d đúng.