Một cái chai chứa không khí được nút kín bằng một cái nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện của nút chai là S = 2,5 cm2. Hỏi phải đun nóng không khí trong chai đến nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu thì nút sẽ bật ra ? Biết lực ma sát giữ nút chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai và của khí quyển là 9,8.104 N/m2 và nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là – 3 0C.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Quá trình đun nóng là quá trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra, áp lực của không khí trong chai phải lớn hơn áp lực của khí quyển cộng với lực ma sát tác dụng lên nút chai:
\({{p}_{2}}S\ge {{F}_{ms}}+{{p}_{1}}S\Leftrightarrow {{p}_{2}}\ge \frac{{{F}_{ms}}}{S}+{{p}_{1}}=\frac{12}{2,{{5.10}^{-4}}}+9,{{8.10}^{4}}=14,{{6.10}^{4}}\left( N/{{m}^{2}} \right)\).
+ Áp dụng định luật Charles cho lượng khí trong chai:
\(\frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}\Rightarrow {{T}_{2}}={{p}_{2}}.\frac{{{T}_{1}}}{{{p}_{1}}}\ge 14,{{6.10}^{4}}.\frac{270}{9,{{8.10}^{4}}}\approx 402K\).
Đề thi giữa HK2 môn Vật Lý 10 năm 2021-2022
Trường THPT Lê Lợi
