Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 c m 2 và khoảng chạy 25 cm bơm một bánh xe đạp sao cho áp lực của bánh xe đạp lên mặt đường là 350 N thì diện tích tiếp xúc là 50 c m 2 . Ban đầu bánh xe đạp chứa không khí ở áp suất khí quyển p 0 = 10 5 Pa và có thể tích là V 0 = 1500 c m 3 . Giả thiết khi áp suất không khí trong bánh xe đạp vượt quá 1 , 5 p 0 thì thể tích của bánh xe đạp là 2000 c m 3 . Hỏi phải đẩy bơm bao nhiêu lần? Chọn đáp án đúng.
A. 5 lần
B. 15 lần
C. 10 lần
D. 20 lần
Chọn C.
Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p 0 + p’
Với p’ = F/S = 350/0,005 = 0,7. 10 5 Pa;
→ p = 1,7. 10 5 Pa lớn hơn 1,5 p 0 nên thể tích sau khi bơm là 2000 c m 3 .
Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 c m 3 không khí ở áp suất p 0 được đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n c m 3 không khí được đưa vào bánh. Ban đầu có 1500 c m 3 không khí ở áp suất p 0 trong bánh xe. Như vậy có thể coi:
Trạng thái 1: p 1 = p 0 ; V1 = (1500 + 200n)
Trạng thái 2: p 2 = 1,7. 10 5 Pa; V2 = 2000 c m 3
Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tìm được n = 19/2 ≈ 10 lần