Tại sao không làm pit-tông vừa khít với xilanh để không phải sử dụng xecmăng?
Một lượng khí ở trong một xilanh thẳng đứng có pit-tông ở bên trong. Khí có thể tích 3ℓ ở 27 o C . Biết diên tích tiết diện pit-tông S = 150 c m 3 , không có má sát giữa pit-tông và xilanh, pit-tông vẫn ở trong xilanh và trong quá trình áp suất không đổi. Khi đun nóng xilanh đến 100 o C thì pit-tông được nâng lên một đoạn là
A. 4,86 cm.
B. 24,8 cm
C. 32,5 cm.
D. 2,48 cm
Chọn A.
Quá trình biến đổi là đẳng áp nên
⟹ Độ nâng pít tông:
h = ∆ V/S = 730/150 ≈ 4,86 cm.
Trong một xilanh đặt nằm ngang có một lượng không khí thể tích 2,73 d m 3 ở điều kiện chuẩn. Người ta hơ nóng xilanh sao cho nhiệt độ tăng thêm 40 ° C và pit-tông dịch chuyển đều trong khi áp suất của không khí trong xilanh coi như không đổi. Tính công do lượng khí sinh ra khi dãn nở. Công này có phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông không ? Bỏ qua ma sát giữa pit-tông và xilanh.
Công do khí sinh ra trong quá trình dãn nở đẳng áp :
A' = p ∆ V. (1)
Do quá trình là đẳng áp nên :
V/T = V 0 / T 0 ⇒ V = V 0 T/ T 0
và ∆ V = V - V 0 = V 0 (T - T 0 )/ T 0 (1)
Từ (1) và (2) dễ dàng tính được : A' = 40,52 J.
Trong (1) và (2) không thấy giá trị của diện tích mặt pit-tông nên công trên không phụ thuộc vào diện tích này
Một lượng khí ở trong một xilanh thẳng đứng có pit-tông ở bên trong. Khí có thể tích 3 ℓ ở 27 ° C . Biết diên tích tiết diện pit-tông S = 150 3 , không có má sát giữa pit-tông và xilanh, pit-tông vẫn ở trong xilanh và trong quá trình áp suất không đổi. Khi đun nóng xilanh đến 100 ° C thì pit-tông được nâng lên một đoạn là
A. 4,86 cm.
B. 24,8 cm.
C. 32,5 cm.
D. 2,48 cm.
Chọn A.
Quá trình biến đổi là đẳng áp nên
⟹ ∆V = V2 – V1 = 730 cm3
⟹ Độ nâng pít tông: h = ∆V/S = 730/150 ≈ 4,86 cm.
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 T 0 , áp suất p 0 . Áp suất khí trong hai xilanh sẽ thay đổi như thế nào, nếu đun nóng một xilanh lên tới nhiệt độ T 1 đổng thời làm lạnh xilanh kia xuống nhiệt độ T 2 ? 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
- Khí trong xi lanh bên trái
+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p 0 ; V 0 ; T 0 .
+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p 1 ; V 1 ; T 1 .
Vì khối lượng khí không đổi nên:
p 0 V 0 / T 0 = pV/T (1)
- Khí trong xi lanh bên phải
+ Trạng thái 1( trước khi làm nguội): p 0 ; V 0 ; T 0
+ Trạng thái 2(sau khi làm nguội): p 2 ; V 1 ; T 2
Khối lượng khí không đổi nên:
p 0 V 0 / T 0 = p 2 V 1 / T 2 (2)
Vì pit-tông cân bằng nên:
Ở trạng thái 1: 2 p a = 2 p 0
Ở trạng thái 2: 2 p 0 = p 1 + p 2 (3)
Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:
x = ( V 0 - V 1 )/ V 0 (4)
Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :
Một xilanh nằm ngang trong có pit-tông. Đáy xilanh ở bên trái chứa một khối khí và pit-tông ở cách đáy một đoạn là 20 cm. Coi nhiệt độ không đổi. Để áp suất khí trong xilanh tăng gấp 4 lần thì phải đẩy pit-tông sang
A. phải 5 cm.
B. trái 5 cm.
C. phải 10 cm.
D. trái 10 cm.
Chọn D.
Nhiệt độ không đổi nên ta có: p1V1 = p2V2 ⟹ V1 = 4V2 ⟹ ℓ1 = 4ℓ2
⟹ ℓ2 = h/4 = 20/4 = 5 cm.
Vậy phải dịch pit-tông sang trái 15 cm.
Một xilanh nằm ngang trong có pit-tông. Đáy xilanh ở bên trái chứa một khối khí và pit-tông ở cách đáy một đoạn là 20 cm. Coi nhiệt độ không đổi. Để áp suất khí trong xilanh tăng gấp 4 lần thì phải đẩy pit-tông sang
A. phải 5 cm
B. trái 5 cm
C. phải 10 cm
D. trái 10 cm.
Chọn D.
Nhiệt độ không đổi nên ta có:
p 1 V 1 = p 2 V 2 ⇒ V 1 = 4 V 2 ⇒ l 1 = 4 l 2
⟹ l 2 = h/4 = 20/4 = 5 cm.
Vậy phải dịch pit-tông sang trái 15 cm.
Một lượng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang có pit-tông có thể dịch chuyển được. Không khí nóng dãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển. Giả sử không khí nhận thêm được nhiệt lượng 10 000 J và công thực hiện thêm được một lượng là 1 500 J. Hỏi nội năng của không khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu ?
∆ U = A' + Q'= -(4 000 + 1 500) + 10 000
∆ U = 4 500 J
Một xilanh đặt nằm ngang, hai đầu kín, có thể tích 2V0 và chứa khí lí tưởng ở áp suất p0. Khí trong xilanh được chia thành hai phần bằng nhau nhờ một pit-tông mỏng, cách nhiệt có khối lượng m. Chiều dài của xilanh là 2l. Ban đầu khí trong xilanh có nhiệt độ là T0, pit-tông có thể chuyển động không ma sát dọc theo xi lanh.
a Nung nóng chậm một phần khí trong xilanh để nhiệt độ tăng thêm \(\Delta\)T và làm lạnh chậm phần còn lại để nhiệt độ giảm đi \(\Delta\)T. Hỏi pit-tông dịch chuyển một đoạn bằng bao nhiêu khi có cân bằng?
b. Đưa hệ về trạng thái ban đầu (có áp suất p0, nhiệt độ T0). Cho xilanh chuyển động nhanh dần đều theo phương ngang dọc theo trục của xi lanh với gia tốc a thì thấy pit-tông dịch chuyển một đoạn x so với vị trí cân bằng ban đầu. Tìm gia tốc a. Coi nhiệt độ không đổi khi pit-tông di chuyển và khí phân bố đều
a) Phần xi lanh bi nung nóng: \(\frac{P_oV_o}{T_o}=\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_1V_1}{T_0+\Delta T}\)
Phần xi lanh bị làm lạnh: \(\frac{P_oV_o}{T_o}=\frac{P_2V_2}{T_2}=\frac{P_2V_2}{T_0-\Delta T}\)
Vì P1 = P2 \(\rightarrow\frac{V_1}{V_2}=\frac{T_0+\Delta T}{T_0-\Delta T}\) (1)
Gọi đoạn di chuyển của pit-tông là x, ta có: V1 = (l + x)S và V2 = (l - x)S (2)
Từ (1) và (2) ta có \(\frac{\left(l+x\right)S}{\left(l-x\right)S}=\frac{T_0+\Delta T}{T_0-\Delta T}\rightarrow\) x = \(\frac{l\Delta T}{T_0}\)
b) P2V2 = P0V \(\rightarrow\) P2 = P0V0 /(l - x)S (1)
P1V1 = P0V \(\rightarrow\) P2 = P0V0/(l + x)S (2)
Xét pit-tông: F2 - F1 = ma \(\rightarrow\) (P2 - P1)S = ma (3)
Từ (1), (2), và (3)
\(\left(\frac{P_0V}{S\left(l-r\right)}\right)-\left(\frac{P_0V}{S\left(l+r\right)}\right)S\)= ma \(\rightarrow\) a = 2P0V0x/(l2 – x2)m
Đẩy pit-tông của một xilanh đủ chậm để nén lượng khí chứa trong xilanh sao cho thể tích của lượng khí này giảm đi 2 lần ở nhiệt độ không đổi. Khi đó áp suất của khí trong xi lanh
A. giảm đi 2 lần. B. tăng lên 2 lần.
C. tăng thêm 4 lần. D. không thay đổi.