Một ống thủy tinh có chiều dài \(l = 50{\rm{\;cm}}\), tiết diện \({\rm{S}} = 0,5{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\), được hàn kín một đầu và chứa đầy không khí. Biết khối lượng ống \({\rm{m}} = 15{\rm{\;g}}\), áp suất khí quyển \({{\rm{p}}_0} = 760\,\,{\rm{mmHg}}\). Ấn ống chìm vào trong nước theo phương thẳng đứng, đầu kín ở trên. Để giữ ống trong nước sao cho đầu trên của ống thấp hơn mặt nước đoạn \({\rm{h}} = 10{\rm{\;cm}}\) thì lực F cần đặt lên ống bằng bao nhiêu Newton? (làm tròn hai chữ số thập phân).
Một ống thủy tinh có chiều dài \(l = 50{\rm{\;cm}}\), tiết diện \({\rm{S}} = 0,5{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\), được hàn kín một đầu và chứa đầy không khí. Biết khối lượng ống \({\rm{m}} = 15{\rm{\;g}}\), áp suất khí quyển \({{\rm{p}}_0} = 760\,\,{\rm{mmHg}}\). Ấn ống chìm vào trong nước theo phương thẳng đứng, đầu kín ở trên. Để giữ ống trong nước sao cho đầu trên của ống thấp hơn mặt nước đoạn \({\rm{h}} = 10{\rm{\;cm}}\) thì lực F cần đặt lên ống bằng bao nhiêu Newton? (làm tròn hai chữ số thập phân).
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Phương pháp:
- Áp dụng định luật Boyle: \(pV = \) const.
- Lực tác dụng lên ống thủy tinh bao gồm: Trọng lực \(\vec P\), lực đẩy Archimedes \({\vec F_A}\) và lực để giữ ống \(\vec F\).
- Áp dụng điều kiện cân bằng của vật, về độ lớn: \(P + F = {F_A}\), với \({F_A} = DVg\), V là thể tích của phần khí chiếm chỗ chất lỏng.
Cách giải:
Trạng thái 1: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1} = {p_0}}\\{{V_1} = S\ell }\end{array}} \right.\)
Trạng thái 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = {p_0} + h + x}\\{{V_2} = S.x}\end{array}} \right.\)
Vì nhiệt độ của khí bên trong ống không đổi nên áp dụng định luật Boyle ta được:
\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow 76.50 = \left( {76 + \frac{{10 + x}}{{13,6}}} \right).x\)
\( \Rightarrow x \approx 47,37\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Lực tác dụng lên ống thủy tinh bao gồm: Trọng lực \(\vec P\), lực đẩy Archimedes \({\vec F_A}\) và lực để giữ ống \(\vec F\).
Khi ống đứng yên ta có:
\(F + P = {F_A} \Rightarrow F = {F_A} - P = DVg - mg = DSxg - mg\)
Thay số vào ta được:
\(F = {1000.0,5.10^{ - 4}}.0,4737.10 - {15.10^{ - 3}}.10 \approx 0,09\left( N \right)\)
Đáp án: 0,09.
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Vật lí (có đáp án chi tiết) ( 38.000₫ )
- Sổ tay Vật lí 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Phương pháp:
Lý thuyết quá trình đẳng tích và cách tính giá trị trung bình.
Cách giải:
Tính giá trị \(\frac{p}{T}\) cho mỗi trường hợp:
Trường hợp 1: \(\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{{10}^5}}}{{301}}\left( {\frac{{Pa}}{K}} \right)\)
Trường hợp 2: \(\frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{{1,1.10}^5}}}{{331}} = \frac{{{{11.10}^5}}}{{3310}}\left( {\frac{{Pa}}{K}} \right)\)
Trường hợp 3: \(\frac{{{p_3}}}{{{T_3}}} = \frac{{{{1,15.10}^5}}}{{348}} = \frac{{{{23.10}^5}}}{{6960}}\left( {\frac{{Pa}}{K}} \right)\)
Tính giá trị trung bình của \(\frac{p}{T}\) là:
\({\left( {\frac{p}{T}} \right)_{tb}} = \frac{{\left( {\frac{1}{{301}} + \frac{{11}}{{3310}} + \frac{{23}}{{6990}}} \right){{.10}^5}}}{3} \approx 332\left( {{\rm{Pa/K}}} \right)\)
Đáp án: 332.
Lời giải
Phương pháp:
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng: \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}}\)
Cách giải:
Trạng thái \(1:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1}}\\{{V_1}}\\{{T_1} = {{627}^ \circ }{\rm{C}} + 273 = 900{\rm{\;K}}}\end{array}} \right.\)
Trạng thái 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = 1,2{p_1}}\\{{V_2} = \frac{{{V_1}}}{3}}\\{{T_2} = {\rm{?\;}}}\end{array}} \right.\)
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng: \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}}\)
\( \Rightarrow \frac{{{p_1}{V_1}}}{{900}} = \frac{{1,2{p_1}.\frac{{{V_1}}}{3}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 360{\rm{\;K}}\)
Với \({T_2} = 360{\rm{\;K}} \Rightarrow {t_2} = {87^ \circ }{\rm{C}}\)
Chọn C.
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.
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.
Nhắn tin Zalo