Một học sinh sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm như hình bên dưới để tìm hiểu mối liên hệ giữa thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T của một khối lượng khí xác định. Học sinh này làm như sau: Cho khố
22/28
Một học sinh sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm như hình bên dưới để tìm hiểu mối liên hệ giữa thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T của một khối lượng khí xác định. Học sinh này làm như sau: Cho khối khí A vào phần ống mao dẫn có một đầu kín và ngăn cách với bên ngoài bằng giọt thủy ngân (đầu còn lại của ống để hở); Nhúng ống mao dẫn thẳng đứng trong một bình nước; Đun nóng từ từ nước trong bình rồi ghi lại chiều cao của khối khí A và nhiệt độ toC của nước. Kết quả thu được như bảng bên dưới. (Coi rằng nhiệt độ khí trong ống luôn bằng nhiệt độ nước trong bình và bỏ qua sự giãn nở thể tích của ống)
Quá trình biến đổi trạng thái của khí A trong ống là quá trình đẳng áp.
Khi nhiệt độ tăng thì áp suất của khí A trong ống tăng, đẩy giọt thuỷ ngân lên trên.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, thể tích của khí A trong ống tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của khí.
Biết đường kính trong của ống mao dẫn là 2 mm. Với kết quả thu được ở bảng trên thì tỉ số \(\frac{{\rm{V}}}{{\rm{T}}} = 2,7\) mm3/K.
a) đúng
Vì trong cột khí A có 1 áp suất khí p bao gồm áp suất khí bên ngoài \({{\rm{p}}_0}\) ấn xuống và chịu tác dụng thêm trọng lượng của giọt thuỷ ngân
\({\rm{p}}.{\rm{S}} = {{\rm{p}}_0}.{\rm{S}} + {\rm{mg}} = {\rm{p}} = {{\rm{p}}_0} + \frac{{{\rm{mg}}}}{{{\rm{\;S}}}}\) là quá trình đẳng áp (áp suất không đổi)
b) sai
Giọt thuỷ ngân bị đẩy lên trên là do khí sinh công và nó tăng thể tích → áp suất tăng là sai
c) đúng
Tỉ lệ thuận \( \Rightarrow \frac{{{{\rm{V}}_1}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{V}}_2}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_2}}} = \ldots \Rightarrow \frac{{{\rm{S}}.{{\rm{h}}_1}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{\rm{S}}.{{\rm{h}}_2}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_2}}} = \ldots \frac{{{{\rm{h}}_1}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{h}}_2}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_2}}}\)
Chỉ cần thay \(\frac{{{{\rm{h}}_1}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_1}}};\frac{{{{\rm{h}}_2}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_2}}}\) trên bảng rồi xét
\(\frac{{{{\rm{h}}_1}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{240}}{{7 + 273}} \approx 0,857;\frac{{{{\rm{h}}_2}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_2}}} = \frac{{1247}}{{17 + 273}} \approx 0,851;\frac{{{{\rm{h}}_3}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_3}}} \approx 0,867;\frac{{{{\rm{h}}_4}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_4}}} = 0,865;\frac{{{{\rm{h}}_5}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{T}}_5}}} \approx 0,875\)
Các tỉ lệ trên xấp xỉ nhau và sai số chưa đến \(10{\rm{\% }} \to \) coi như là bằng nhau (trong thí nghiệm sai số dưới 10% là tạm chấp nhận được)
d) đúng
\({\rm{R}} = 1{\rm{mm}}\)
\(\left( {\frac{{{\rm{\bar v}}}}{{\rm{T}}}} \right) = {\rm{S}}\left( {\frac{{{\rm{\bar h}}}}{{\rm{T}}}} \right) = \pi {.1^2}.\frac{{\left( {\frac{{240}}{{7 + 273}} + \frac{{247}}{{17 + 273}} + \frac{{260}}{{27 + 273}} + \frac{{268}}{{37 + 273}} + \frac{{280}}{{47 + 273}}} \right.}}{5} \approx 2,69\)