Một ống thuỷ tinh, tiết diện nhỏ và đều, chiều dai 2L (mm) đặt thẳng đứng, đáy ở phía dưới.

Nửa dưới của ống chứa khí ở nhiệt độ $T_{o}$ , còn nửa trên chứa đầy thuỷ ngân.

Phải làm nóng khi trong ống đến nhiệt độ thấp nhất là bao nhiêu để tất cả thuỷ ngân bị đẩy ra khỏi ống? Biết áp suất khí quyển bằng L (mm) thuỷ ngân

A. 2 $T_{o}$

B. 8 $T_{o}$

C. $\frac{9 T_{o}}{8}$

D. 9 $T_{o}$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 74 Bài tập Phương trình trạng thái của khí lí tưởng cực hay có lời giải !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án C

Gọi S là tiết diện của ống ở nhiệt độ $T_{o}$ khí trong nửa dưới của ống có áp suất

và có thể tích . ở nhiệt độ T mặt ngăn cách khí trong ống và thuỷ ngân nâng lên một đoạn x, ta giả thiết đây là trạng thái cân bằng:

Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí trong ống:

Suy ra:

Ta hãy xét mối liên hệ giữa T và x theo công thức trên về mặt toán học. Khi x biến thiên từ 0 đến 1 thì T biến đổi từ ${T_{o}}_{}$ qua giá trị cực đại $\frac{9 T_{o}}{8}$ ứng với x = $\frac{L}{2}$ và bằng ${T_{o}}_{}$ khi x= L . Mỗi giá trị của ứng với hai giá trị của x đối xứng với nhau qua giá trị $\frac{L}{2}$ . Giá trị nhỏ hơn $\frac{L}{2}$ ứng với trạng thái cân bằng bền (khi T tăng thì x tăng) giá trị của x lớn hơn $\frac{L}{2}$ ứng với cân bằng không bền (khi T tăng thì cột thuỷ ngân bị đẩy hẳn ra ngoài ống).

Bây giờ, xét quá trình vật lí làm nóng ống dần dần từ nhiệt độ ${T_{o}}_{}$ và khí ở nửa dưới của ống.

Khi nhiệt độ tăng từ ${T_{o}}_{}$ thì x tăng từ 0, nhiệt độ tăng đến $\frac{9 T_{o}}{8}$ thì x = $\frac{L}{2}$

ở vị trí này, cân bằng đã trở thành không bền, khi cho T tăng thêm một lượng cực nhỏ nữa thì cột thuỷ ngân còn lại ở trên khi bị đẩy toàn bộ ra ngoài ống. Quá trình diễn biến không giống như mô tả bởi đoạn đường cong BC trên đồ thị T - x vẽ ở hình

Hot: 1000+ Đề thi giữa kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »