Như hình vẽ, một ống thủy tinh hình chữ U tiết diện đều có một đầu kín và một đầu hở. Bề mặt thủy tinh ngân ở hai nhánh ngang nhau và chiều dài cột khí trong nhánh kín là \({{\rm{L}}_0} = 30{\rm{\;cm}}\). Áp suất khí quyển là 75 cmHg. Nếu đổ thủy ngân vào đầu hở sao cho chiều dài cột khí ở nhảnh kín là 25 cm. Khi đó, chiều dài cột thủy ngân được đổ vào ống là bao nhiêu cm?

Như hình vẽ, một ống thủy tinh hình chữ U tiết diện đều có một đầu kín và một đầu hở. Bề mặt thủy tinh ngân ở hai nhánh ngang nhau và chiều dài cột khí trong nhánh kín là \({{\rm{L}}_0} = 30{\rm{\;cm}}\). Áp suất khí quyển là 75 cmHg. Nếu đổ thủy ngân vào đầu hở sao cho chiều dài cột khí ở nhảnh kín là 25 cm. Khi đó, chiều dài cột thủy ngân được đổ vào ống là bao nhiêu cm?
Quảng cáo
Trả lời:

Phương pháp:
- Áp dụng nguyên lý bình thông nhau, áp suất tại các điểm khác nhau của cùng một chất lỏng nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang bằng nhau.
- Áp dụng định luật Boyle: \(pV = \) const.
Cách giải:
Áp suất tại hai điểm màu đỏ bằng nhau và đều bằng áp suất khí quyển p0.
Thủy ngân bên nhánh phải dâng lên \(30 - 25 = 5\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Theo nguyên lý bình thông nhau, áp suất tại hai điểm màu đỏ bằng nhau: \( \Rightarrow p = {p_0} + h - 10\)
Trạng thái 1: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1} = {p_0} = 75{\rm{cmHg}}}\\{{V_1} = S.{L_0} = S.30}\end{array}} \right.\)
Trạng thái 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = {p_0} + h - 10 = 75 + h - 10 = 65 + h\left( {cmHg} \right)}\\{{V_2} = S.L = S.25}\end{array}} \right.\)
Vì nhiệt độ không đổi nên áp dụng định luật Boyle:
\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow 75.30 = \left( {65 + h} \right).25 \Rightarrow h = 25\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
- 1000 câu hỏi lí thuyết môn Vật lí (Form 2025) ( 45.000₫ )
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Vật lí (có đáp án chi tiết) ( 38.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Phương pháp:
Thể tích mà mỗi phân tử chiếm giữ: \(\frac{{{V_m}}}{N} = {d^3}\), d là khoảng cách giữa hai phân tử khí kề nhau.
Cách giải:
Thể tích mà mỗi phân tử chiếm giữ:
\(V = \frac{{{V_m}}}{{{N_A}}} = \frac{{22,4}}{{{{6,02.10}^{23}}}} \approx {3,72.10^{ - 26}}\left( {{{\rm{m}}^3}} \right)\)
Mà \(V = {d^3} \Rightarrow d = \sqrt[3]{V} = \sqrt[3]{{{{3,72.10}^{ - 26}}}} \approx {3,34.10^{ - 9}}\left( {\rm{m}} \right)\)
Lời giải
Phương pháp:
- Áp dụng phương trình Clapeyron.
- Viết phương trình của áp suất p theo thể tích V, biện luận khi nhiệt độ \({{\rm{T}}_{{\rm{max}}}}\) thì \({({\rm{pV}})_{{\rm{max}}}}\)
- Độ biến thiên nội năng của khí: \({\rm{\Delta }}U = \frac{3}{2}nR\left( {{T_2} - {T_1}} \right) = \frac{3}{2}\left( {{p_2}{V_2} - {p_1}{V_1}} \right)\)
Cách giải:
a) Áp dụng phương trình Clapeyron cho trạng thái (1): \({p_1}{V_1} = nR{T_1}\)
\( \Rightarrow {1,2.10^5}{.16.10^{ - 3}} = 1.8,31.{T_1} \Rightarrow {T_1} \approx 231\left( K \right)\)
\( \to \) a sai.
b) Phương trình đồ thị có dạng: \(p = kV + {p_0}\)
\( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{{1,2.10}^5} = k.16 + {p_0}}\\{{{3.10}^5} = k.8 + {p_0}}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{k = - 22500}\\{{p_0} = {{4,8.10}^5}}\end{array}} \right.} \right.\)
Vậy phương trình đồ thị: \(p = - 22500{\rm{\;V}} + {4,8.10^5}\)
Khi thể tích là \(12{\rm{d}}{{\rm{m}}^3}\) thì áp suất của khí là:
\(p = - 22500.12 + {4,8.10^5} = {2,1.10^5}\left( {Pa} \right)\)
\( \to \) b đúng.
c) Nhiệt độ đạt cực đại khi \(pV = - 22500{V^2} + {4,8.10^5}V\) đạt cực đại.
\({(pV)^'} = 0 \Rightarrow - 22500{\rm{\;V}} + {4,8.10^5} = 0\)
\( \Rightarrow V = \frac{{32}}{3}\left( {d{m^3}} \right) \Rightarrow p = {2,4.10^5}\left( {Pa} \right)\)
\(\frac{{{{(pV)}_{{\rm{max}}}}}}{{{T_{{\rm{max}}}}}} = nR \Rightarrow \frac{{{{2,4.10}^5}.\frac{{32}}{3}{{.10}^{ - 3}}}}{{{T_{{\rm{max\;}}}}}} = 1.8,31\)
\( \Rightarrow {T_{{\rm{max\;}}}} \approx 308{\rm{\;K}} > 307{\rm{\;K}}\)
\( \to \) c đúng.
d) Độ biến thiên nội năng của khí từ từ (1) sang (2):
\({\rm{\Delta }}U = \frac{3}{2}nR\left( {{T_2} - {T_1}} \right) = \frac{3}{2}\left( {{p_2}{V_2} - {p_1}{V_1}} \right)\)
\( = \frac{3}{2}\left( {{{3.10}^5}{{.8.10}^{ - 3}} - {{1,2.10}^5}{{.16.10}^{ - 3}}} \right) = 720\left( {\rm{J}} \right)\)
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
A. Các chất không thể chuyển từ thể này sang thể khác.
B. Các chất có thể chuyển từ thể này sang thể khác.
C. Các chất chỉ có thể chuyển từ thể rắn sang thể lỏng mà không thể chuyển sang thể khí hay ngược lại.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.