Một lượng không khí có thể tích $240cm^{3}$ bị giam trong một xi lanh có pít-tông đóng kín như

Câu hỏi số 958383:

Vận dụng

Một lượng không khí có thể tích $240cm^{3}$ bị giam trong một xi lanh có pít-tông đóng kín như hình vẽ bên, diện tích tiết diện ngang của pít-tông là $24cm^{2}$, áp suất khí trong xi lanh bằng áp suất ngoài là 100 kPa. Bỏ qua mọi ma sát, coi quá trình trên là đẳng nhiệt. Để dịch chuyển pít-tông sang trái 2 cm phải cần tác dụng một lực bằng

A. 40 N.

B. 20 N.

C. 60 N.

D. 80 N.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:958383

Phương pháp giải

Sử dụng định luật Boyle cho quá trình đẳng nhiệt: $p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$.

Lực tác dụng để giữ pít-tông cân bằng bằng chênh lệch áp suất nhân với tiết diện:

$F = \left| {p_{2} - p_{0}} \right|.S$.

Giải chi tiết

Trạng thái 1: $\left\{ \begin{array}{l} {V_{1} = 240cm^{3}} \\ {p_{1} = p_{0} = 100kPa} \end{array} \right.$

Khi dịch chuyển pít-tông sang trái $2$cm, thể tích khí trong xi lanh giảm. Độ giảm thể tích là:

$\Delta V = S.d = 24.2 = 48cm^{3}$.

Thể tích khí ở trạng thái 2: $V_{2} = V_{1} - \Delta V = 240 - 48 = 192cm^{3}$.

Do quá trình là đẳng nhiệt nên áp dụng định luật Boyle, ta có:

$\left. p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}\Leftrightarrow 100.240 = p_{2}.192\Rightarrow p_{2} = 125kPa \right.$

Áp suất khí quyển bên ngoài vẫn là $p_{0} = 100kPa$

Độ chênh lệch áp suất hai bên pít-tông:

$\Delta p = p_{2} - p_{0} = 125 - 100 = 25kPa = 25000Pa$

Lực cần tác dụng lên pít-tông để dịch chuyển:

$F = \Delta p.S = 25000.24.10^{- 4} = 60N$

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.