Bài V.13* trang 75 SBT Lý 10 : Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh...

Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới hai pit-tông bằng nhau. Dưới hai pit-tông có hai lượng khí như nhau ở nhiệt độ T₀, áp suất p₀. Áp suất khí trong hai xilanh sẽ thay đổi như thế nào, nếu đun nóng một xilanh lên tới nhiệt độ T₁  đổng thời làm lạnh xilanh kia xuống nhiệt độ T₂? Khi đó, sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong mỗi xilanh sẽ bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của pit-tông và thanh nối ; coi ma sát không đáng kể ; áp suất của khí quyển là p_a.

Hướng dẫn trả lời:

– Khí trong xi lanh bên trái

+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p₁; V₁; T₁.

Vì khối lượng khí không đổi nên:

({{{p_0}{V_0}} over {{T_0}}} = {{pV} over T})(1)

– Khí trong xi lanh bên phải

+ Trạng thái 1( trước khi làm nguội): p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2(sau khi làm nguội): p₂; V₁; T₂.

Khối lượng khí không đổi nên:

({{{p_0}{V_0}} over {{T_0}}} = {{{p_2}{V_1}} over {{T_2}}})(2)

Vì pit-tông cân bằng nên:

Ở trạng thái 1: 2p_a = 2p₀

Ở trạng thái 2: 2p₀ = p₁ + p₂ (3)

Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:

(x = {{{V_0} – {V_1}} over {{V_0}}}) (4)

Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :

({p_1} = {{2{T_1}} over {{T_1} + {T_2}}}{p_0};{p_2} = {{2{T_2}} over {{T_1} + {T_2}}}{p_0};x = {{2{T_0} – {T_1} – {T_2}} over {2{T_0}}})