Một nhóm học sinh sử dụng bình thuỷ tinh hình cầu gắn với một ống nhỏ AB có tiết diện
20/27
Một nhóm học sinh sử dụng bình thuỷ tinh hình cầu gắn với một ống nhỏ AB có tiết diện \(0,1{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\) trong đó có giọt thủy ngân dịch chuyển được để khảo sát quan hệ giữa các thông số trạng thái của khí trong bình.
Khi khảo sát ở \({20^ \circ }{\rm{C}}\) thì giọt thuỷ ngân cách A 30 cm. Bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình. Nhóm học sinh thực hiện các thao tác thí nghiệm và rút ra được các kết luận.
a) Hơ nóng khí trong bình thì giọt thuỷ ngân sẽ dịch chuyển lại gần đầu A.
b) Vì không có sự nở vì nhiệt của bình nên quá trình biến đổi trạng thái của khối khí khi bị hơ nóng là quá trình đẳng tích.
c) Khi nhiệt độ của khí được hơ nóng đến \({25^ \circ }{\rm{C}}\) thì giọt thuỷ ngân cách A 50 cm. Phần thể tích của khí chứa trong bình thủy tinh hình cầu là \(114,2{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^3}\).
d) Hơ nóng khí trong bình thì giọt thủy ngân sẽ dịch chuyển về phía B đến khi áp suất của khí trong bình cân bằng với áp suất khí quyển.
Phương pháp:
Áp dụng kiến thức về quá trình biến đổi trạng thái và đẳng quá trình.
Cách giải:
a) Khi hơ nóng bình thì giọt thủy ngân di chuyển lại gần đầu B.
\( \to \) a sai.
b) Vì không có sự nở vì nhiệt của bình nên quá trình biển đổi trạng thái của khối khí khi bị hơ nóng là quá trình đẳng áp.
\( \to \) b sai.
c) Vì quá trình biến đổi của khí là đẳng áp nên ta có:
\(\frac{V}{T} = \) const \( \Rightarrow \frac{{{V_0} + S{\ell _1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_0} + S{\ell _2}}}{{{T_2}}}\)
\( \Rightarrow \frac{{{V_0} + 0,1.30}}{{20 + 273}} = \frac{{{V_0} + 0,1.50}}{{25 + 273}} \Rightarrow {V_0} = 114,2\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)
\( \to \) đúng.
d) Hơ nóng khí trong bình thì giọt thủy ngân sẽ dịch chuyển về phía B đến khi áp suất của khí trong bình cân bằng với áp suất khí quyển.
\( \to \) đúng.