Hai bình có thể tích V1 = 40 lít, V2 = 10 lít thông với nhau bằng một ống có khóa ban đầu đóng. Khóa này chỉ mở nếu p1 ≥ p2 +105 Pa; p1, p2 là áp suất khí trong hai bình. Ban đầu bình 1 chứa khí ở áp suất p0 = 0,9.105 Pa và nhiệt độ T0 = 300K. Trong bình 2 là chân không. Người ta nung nóng đều hai bình từ T0 đến T = 500K. Tới nhiệt độ nào thì khóa mở? Tính áp suất cuối cùng trong bình 2 ?. Chọn đáp án đúng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Khóa mở: p1 = pm = 105 Pa
+ Đối với bình 1 quá trình diễn ra trước khi K mở là quá trình đẳng tích \( \frac{{{p_0}}}{{{T_0}}} = \frac{{{p_m}}}{{{T_m}}} \to {T_m} = 333K\)
+ Chênh lệch áp suất hai bên sau khi K mở:
\(\Delta p=10^5Pa\)
+ Bình 1 ban đầu: \(p_0V_1=vRT_0\)
+ Sau khi khóa K mở: \((p+\Delta p) V_1=v_1RT\)
+ Ở bình 2 sau khi K mở ta có: \(pV_2=v_2RT\)
+ Mặt khác: \(v=v_1+v_2\)
\(\begin{array}{l} \to \frac{{{p_0}{V_1}}}{{R{T_0}}} = \frac{{(p + \Delta p){V_1}}}{{RT}} + \frac{{p{V_2}}}{{RT}}\\ \Leftrightarrow \frac{{{p_0}{V_1}}}{{{T_0}}} = \frac{{(p + \Delta p){V_1}}}{T} + \frac{{p{V_2}}}{T} = \frac{{({V_1} + {V_2})p + \Delta p{V_1}}}{T}\\ \to p = \frac{{\left( {\frac{{{p_0}T}}{{{T_0}}} - \Delta p} \right){V_1}}}{{{V_1} + {V_2}}} = \frac{{\left( {\frac{{{{0,9.10}^5}.500}}{{300}} - {{10}^5}} \right)40}}{{40 + 10}} = {0,4.10^5}Pa \end{array}\)