Bài 30.5, 30.6, 30.7, 30.8 trang 71 SBT Vật lí 10

30.5.

Một bình kín chứa khí ôxi ở nhiệt độ 20°C và áp suất 10⁵ Pa. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ 40°C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu ?

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \(\dfrac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\)

Lời giải chi tiết:

\({T_1} = {t_1} + 273 = 20 + 273 = 293K\)

\({T_2} = {t_2} + 273 = 40 + 273 = 313K\)

\({p_2} = {{{p_1}{T_2}} \over {{T_1}}} = {{{{10}^5}.313} \over {293}} = 1,{068.10^5}Pa\)

30.6.

Một săm xe máy được bơm căng không khí ở nhiệt độ 20°C và áp suất 2 atm. Hỏi săm có bị nổ không, khi để ngoài nắng nhiệt độ 42°C ? Coi sự tăng thể tích của săm là không đáng kể và biết săm chỉ chịu được áp suất tối đa là 2,5 atm.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \(\dfrac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\)

Lời giải chi tiết:

\({T_1} = {t_1} + 273 = 20 + 273 = 293K\)

\({T_2} = {t_2} + 273 = 42 + 273 = 315K\)

\({p_2} = {{{p_1}{T_2}} \over {{T_1}}} = {{2.315} \over {293}} = 2,15atm < 2,5atm\)

Săm không bị nổ.

30.7.

Một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình lên tới 200⁰C. Áp suất không khí trong bình là bao nhiêu? Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \(\dfrac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\)

Lời giải chi tiết:

\({T_1} = {t_1} + 273 = 0 + 273 = 273K\)

\({T_2} = {t_2} + 273 = 200 + 273 = 473K\)

\({p_2} = {{{p_1}{T_2}} \over {{T_1}}} = {{1,{{013.10}^5}.473} \over {273}} = 1,{755.10^5}Pa\)

30.8.

Một bình hình trụ đặt thẳng đứng có dung tích 8 lít và đường kính trong 20 cm, được đậy kín bằng một nắp có khối lượng 2 kg. Trong bình chứa khí ở nhiệt độ 100⁰C dưới áp suất bằng áp suất khí quyển (10⁵ N/m²). Khi nhiệt độ trong bình giảm xuống còn 20⁰C thì:

a) Áp suất khí trong bình bằng bao nhiêu?

b) Muốn mở nắp bình cần một lực bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \(\dfrac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\)

Lời giải chi tiết:

a. Xét lượng khí trong bình.

Trạng thái đầu: V₁ = 8 lít; T₁ = 100 + 273 = 373 K ; p₁ = 10⁵ N/m².

Trạng thái cuối: V₂ = 8 lít; T₂ = 20 + 273 = 293 K; p₂ = ?

Vì thể tích không đổi nên:  

\({{{p_1}} \over {{T_1}}} = {{{p_2}} \over {{T_2}}} = > {p_2} = {{{p_1}{T_2}} \over {{T_1}}} = 7,{86.10^4}N/{m^2}\)

b. Cần tác dụng vào nắp một lực thằng được trọng lượng của nắp và lực gây ra bởi sự chênh lệch áp suất giữa không khí bên ngoài và bên trong bình:

\(F = mg + S\left( {{p_1} - {p_2}} \right) = mg + {{\pi {d^2}} \over 4}\left( {{p_1} - {p_2}} \right) = 692N\)