Một cái chai chứa không khí được nút kín bằng một cái nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện của nút là S=2.5cm2.Hỏi phải đun nóng không khí trong chai tới nhiệt độ bao nhiêu để nút bật ra. Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 16N, áp suất ban đầu của chai và của khí quyển là 9,8*10^4 N/m2 và nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là 23.
Đáp án:
489K
Giải thích các bước giải:
ta có: $\frac{{{P_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{P_1}}}{{{T_1}}} \Rightarrow \frac{{{P_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{9,{{8.10}^4}}}{{23 + 273}} \Rightarrow {P_2} = {T_2}.\frac{{12250}}{{37}}$
áp lực do khí gây ra cho nắp chai: \(F = {P_2}.s\)
để nút bật ra:
\[\begin{array}{l}
F > {P_{KK}}.s + {F_{ms}}\\
\Rightarrow {T_2}.\frac{{12250}}{{37}}.2,{5.10^{ – 4}} > 9,{8.10^4}.2,{5.10^{ – 4}} + 16\\
\Rightarrow {T_2} > 489K
\end{array}\]
Đáp án:Lớn hơn hoặc bằng 495.92 K
Giải thích các bước giải:
Để nút có thể bật ra được thì lực do áp suất bên trong của chai phải lớn hơn hoặc bằng tổng lực do áp suất không khí và lực ma sát gây nên ở nút
Hay : P*S >= Po*S + Fms
=> P >= (Po*S + Fms)/S
Theo định luật Sác-lơ ta có : P/T = Po/To
=> T = P*To/Po => T >= To*(Po*S + Fms)/(S*Po)
Thay số ta được : T >= (23+273)*[9,8*10^(4)*2,5*10^(-4) + 16]/[2,5*10^(-4)*9,8*10^(4)]
=> T >= 495,92 (K)