Trong một ống nhỏ dài, tiết diện đều, một đầu kín, một đầu hở có một cột thuỷ ngân

Câu hỏi số 969791:

Vận dụng

Trong một ống nhỏ dài, tiết diện đều, một đầu kín, một đầu hở có một cột thuỷ ngân có độ cao 6 cm. Khi ống được đặt thẳng đứng, miệng ống hướng lên thì cột không khí bên trong ống thuỷ tinh có độ dài 19 cm. Khi đặt ống nằm ngang thì cột không khí bên trong ống có chiều dài 20,5 cm.

Cho các nhận định sau, các nhận định đúng là?

A. Khi đặt thẳng nằm ngang cột thuỷ ngân không gây ra áp suất cho khối khí trong ống

B. Áp suất của lượng khí bên trong ống khi đặt nằm ngang bằng áp suất khí quyển

C. Khi đặt thẳng đứng, áp suất của khối khí bên trong ống nhỏ hơn áp suất khí quyển

D. Áp suất khí quyển tính được trong trường hợp này bằng 760 mmHg

Đáp án đúng là: A; B; D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:969791

Phương pháp giải

Áp dụng định luật Boyle cho quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác định: $p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$.

Xác định áp suất của lượng khí bị nhốt trong ống tương ứng với từng trạng thái:

+ Khi ống đặt thẳng đứng, miệng hướng lên: $p = p_{0} + h$

+ Khi ống đặt nằm ngang: $p = p_{0}$

Với $p_{0}$ là áp suất khí quyển, $h$ là chiều cao cột thủy ngân tính bằng đơn vị cmHg.

Giải chi tiết

Gọi S là tiết diện của ống.

Chiều cao cột thủy ngân là h = 6 cm. Áp suất do cột thủy ngân gây ra là $p_{Hg} = 6cmHg$.

- Trạng thái 1 (ống đặt thẳng đứng, miệng hướng lên):

+ Chiều dài cột khí: $l_{1} = 19cm$

$\Rightarrow$ Thể tích khối khí: $V_{1} = l_{1}S = 19S$

Áp suất khối khí: $p_{1} = p_{0} + p_{Hg} = p_{0} + 6\left( {cmHg} \right)$

- Trạng thái 2 (ống đặt nằm ngang):

+ Chiều dài cột khí: $l_{2} = 20,5cm$

+ Thể tích khối khí: $V_{2} = l_{2}S = 20,5S$

+ Áp suất khối khí: $p_{2} = p_{0}$ (do trọng lượng cột thủy ngân vuông góc với chiều dài ống nên không nén lên khối khí)

Coi nhiệt độ là không đổi trong suốt quá trình, áp dụng định luật Boyle:

$p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$

$\left. \Rightarrow\left( {p_{0} + 6} \right).19S = p_{0}.20,5S \right.$

$\left. \Rightarrow 19p_{0} + 114 = 20,5p_{0} \right.$

$\left. \Rightarrow p_{0} = 76cmHg = 760mmHg \right.$

a) Đúng.

Khi ống nằm ngang, trọng lượng cột thủy ngân hướng xuống vuông góc với thành ống, không tác dụng lực ép dọc theo ống lên phần khí, do đó không gây ra áp suất phụ thêm cho khối khí này.

b) Đúng.

Như đã phân tích, khi đặt ống nằm ngang, áp suất khối khí cân bằng với áp suất khí quyển ở đầu hở, tức là $p_{2} = p_{0}$.

c) Sai.

Khi đặt thẳng đứng, miệng ống hướng lên, áp suất của khối khí là $p_{1} = p_{0} + p_{Hg}$, vì $p_{Hg} > 0$ nên $p_{1} > p_{0}$, do đó áp suất khối khí lớn hơn áp suất khí quyển.

d) Đúng.

Theo kết quả tính toán ở trên, áp suất khí quyển $p_{0} = 760mmHg$.

Đáp án cần chọn là: A; B; D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.