Bài 30.9, 30.10 trang 71 SBT Vật lí 10

30.9.

Biết thể tích của một lượng khí là không đổi. Hãy giải bài toán sau đây bằng hai cách: dùng công thức; dùng đồ thị.

a) Chất khí ở 0⁰C có áp suất 5 atm. Tìm áp suất của khí ở nhiệt độ 273⁰C.

b) Chất khí ở 0⁰C có áp suất p₀. Phải đun nóng chất khí lên tới nhiệt độ nào để áp suất tăng lên 3 lần?

Phương pháp giải:

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

Lời giải chi tiết:

Cách 1: dùng công thức

a.  \({{{p_1}} \over {{T_1}}} = {{{p_2}} \over {{T_2}}} = > {p_2} = {{{p_1}{T_2}} \over {{T_1}}} = {{5.546} \over {273}} = 10(atm)\)

b.  \({{{p_0}} \over {{T_0}}} = {p \over T} = > T = {{p.{T_0}} \over {{p_0}}} = {{3{p_0}{T_0}} \over {{p_0}}} = 3{T_0} = 819K\)

t = 546⁰C

Cách 2: dùng đồ thị

30.10.

Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5 cm². Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bật ra? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.10⁴ Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -3⁰C.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \(\dfrac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\); \(F = p.S\)

Lời giải chi tiết:

Trước khi nút bật ra, thể tích khí trong chai không đổi và quá trình đun nóng là quá trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra, áp lực không khí trong chai tác dụng lên nút phải lớn hơn áp lực của khí quyển và lực ma sát

p₂S > F_ms + p₁S

Do đó:  \({p_2} > {{{F_{ms}}} \over S} + {p_1}\)

Vì quá trình là đẳng tích nên:

\({{{p_1}} \over {{T_1}}} = {{{p_2}} \over {{T_2}}} = > {T_2} = {T_1}{{{p_2}} \over {{p_1}}} = {{{T_1}} \over {{p_1}}}\left( {{{{F_{ms}}} \over S} + {p_1}} \right)\)

Thay số vào ta được :

\({T_2} = {{270} \over {9,{{8.10}^4}}}\left( {{{12} \over {2,{{5.10}^{ - 4}}}} + 9,{{8.10}^4}} \right) \approx 402K\)

Phải đun nóng tới nhiệt độ ít nhất là T₂ = 402 K hoặc t₂ = 129^oC