Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 3

Xilanh kín chia làm hai phần, mỗi phần dài 52 cm và ngăn cách nhau bằng pit-tông cách nhiệt. Mỗi phần chứa một lượng khí giống nhau ở 27 độ C áp suất

13/28

Xilanh kín chia làm hai phần, mỗi phần dài \(52\;{\rm{cm}}\) và ngăn cách nhau bằng pit-tông cách nhiệt. Mỗi phần chứa một lượng khí giống nhau ở \(27^\circ {\rm{C,}}\) áp suất \(750\;{\rm{mmHg}}.\) Khi nung nóng một phần lên thêm \(50^\circ {\rm{C}}\)thì pit-tông di chuyển một đoạn bao nhiêu?

\(4\;{\rm{cm}}.\)

\(5\;{\rm{cm}}.\)

\(8\;{\rm{cm}}.\)

\(10\;{\rm{cm}}.\)

Giải thích

Xilanh kín chia làm hai phần, mỗi phần dài 52 cm và ngăn cách nhau bằng pit-tông cách nhiệt. Mỗi phần chứa một lượng khí giống nhau ở 27 độ C áp suất  (ảnh 1)

Chọn A

Gọi x là độ dời của pit-tông khi nung nóng khí trong một phần. Sau khi nung nóng:

Chiều dài của phần nung nóng là: \(\ell _1^/ = {\ell _1} + x = 0,52 + x\,\left( m \right).\)

Chiều dài của phần còn lại là: \(\ell _2^/ = {\ell _2} - x = 0,52 - x\,\left( m \right).\)

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho từng phần

Phần nung nóng:

\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{p_1^/V_1^/}}{{T_1^/}} \Leftrightarrow \frac{{{p_1}S{\ell _1}}}{{{T_1}}} = \frac{{p_1^/S\ell _1^/}}{{T_1^/}} \Leftrightarrow \frac{{750 \cdot 0,52}}{{300}} = \frac{{p_1^/ \cdot \left( {0,52 + x} \right)}}{{350}} \Rightarrow p_1^/ = \frac{{455}}{{0,52 + x}}\)

Phần còn lại:

\(\frac{{{p_1}{V_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{p_1^{//}V_2^/}}{{{T_1}}} \Leftrightarrow \frac{{{p_1}S{\ell _2}}}{{{T_1}}} = \frac{{p_1^{//}S\ell _2^/}}{{{T_1}}} \Leftrightarrow 750 \cdot 0,52 = p_1^{//}\left( {0,52 - x} \right) \Rightarrow p_1^{//} = \frac{{390}}{{0,52 - x}}\)

Khi pit – tông cân bằng thì áp suất ở 2 bên bằng nhau: khi đó ta có

\(p_1^/ = p_1^{//} \Leftrightarrow \frac{{455}}{{0,52 + x}} = \frac{{390}}{{0,52 - x}} \Rightarrow x = 0,04\,m = 4\,cm.\)