Bài tập nâng cao chất khí

Bài tập nâng cao chất khí được trích dẫn từ cuốn sách Công Phá Đề Thi Học Sinh Giỏi Vật Lí Lớp 10 của tác giả Nguyễn Phú Đồng.

1. Cho một ống hình trụ tiết diện S nằm ngang được ngăn với bên ngoài bằng hai pittông. Pittông thứ nhất được nối với lò xo như hình vẽ. Ban đầu lò xo không biến dạng, áp suất khí giữa hai pittông bằng áp suất bên ngoài po. Khoảng cách giữa hai pittông là H và bằng nửa chiều dài hình trụ. Tác dụng lên pittông thứ hai một lực F để nó chuyển động từ từ sang bên phải. Tính F khi pittông thứ hai dừng lại ở biên phải của ống hình trụ.
2. Một xilanh đặt thẳng đứng có tiết diện thay đổi như hình vẽ. Giữa hai pittông có n mol không khí. Khối lượng và diện tích tiết diện các pittông lần lượt là m1, m2, S1, S2. Các pittông được nối với nhau bằng một thanh nhẹ có chiều dài không đổi và trùng với trục của xilanh. Khi tăng nhiệt độ khí trong xilanh thêm ∆T thì các pittông dịch chuyển bao nhiêu. Cho áp suất khí quyển là po và bỏ qua khối lượng khí trong xilanh so với khối lượng pittông. Bỏ qua ma sát giữa xilanh và pittông.
Một lượng khí lí tưởng thực hiện một chu trình được biểu diễn trong hệ tọa độ p – T có dạng là một đường tròn như hình vẽ. Đơn vị của các trục được lựa chọn là pc và Tc. Nhiệt độ thấp nhất trong chu trình là To. Tìm tỉ số giữa khối lượng riêng lớn nhất ρ1 và nhỏ nhất ρ2 của lượng khí đó khi thay đổi trạng thái theo chu trình trên.

[ads]