Một bình đầy không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (00C; 1,013. 105Pa) được đậy bằng một nắp có trọng lượng 20N. Biết áp suất khí quyển là p0 = 105Pa và tiết diện của miệng bình 10cm2. Nhiệt độ lớn nhất của không khí trong bình để không khí không đẩy được nắp bình lên và thoát ra ngoài bằng
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Nắp bình không mở ra khi áp lực trong bình tác dụng lên nắp bình phải nhỏ hơn hoặc bằng trọng lực + áp lực khí quyển.
\(
{F_0} + P = {F_2} \to {p_0}S + P = {p_2}S \to {p_2} = {p_0} + \frac{P}{S}\)
+ Trạng thái 1: \(p_1=1,013.10^5Pa; T_1=273K\)
+ Trạng thái 2: \(p_2 ; T_2\)
+ Khi nắp bình chưa mở, thể tích không đổi, áp dụng định luật Sác-lơ:
\( \frac{{{P_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{P_2}}}{{{T_2}}} \to {T_2} = {T_1}\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = {T_1}\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = {T_1}.\frac{{{p_0} + \frac{P}{S}}}{{{P_1}}} = \frac{{{T_1}}}{{{P_1}}}\left( {{p_0} + \frac{{mg}}{S}} \right)\)
\( \to {T_2} = \frac{{{T_1}}}{{{P_1}}}\left( {{p_0} + \frac{{mg}}{S}} \right) = \frac{{273}}{{{{1,013.10}^5}}}\left( {{{10}^5} + \frac{{2.10}}{{{{10.10}^{ - 4}}}}} \right) = 323,4K\)
+ Nhiệt độ lớn nhất của không khí trong bình để không khí không đẩy được nắp bình lên và thoát ra ngoài bằng:
\( \to {t_2} = {50,4^0}C\)
