Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật Boyle cho khí lý tưởng và công thức tính áp suất.
### a) Ở trạng thái cân bằng, áp suất của khí trong xi-lanh bằng \(10^5\) Pa
Khi không có lực tác động lên pit-tông, áp suất khí trong xi-lanh sẽ bằng áp suất khí quyển. Do đó, áp suất khí trong xi-lanh là:
\[
P = P_0 = 10^5 \, \text{Pa}
\]
### b) Đặt lên pit-tông một quả cân khối lượng \(m\) thì pit-tông dịch chuyển xuống một đoạn \(x\) cm, khi đó thể tích khí tăng.
Khi đặt một quả cân lên pit-tông, áp suất khí trong xi-lanh sẽ tăng lên. Áp suất do quả cân tạo ra là:
\[
P_{m} = \frac{mg}{S}
\]
Trong đó:
- \(m\) là khối lượng của quả cân (kg),
- \(g\) là gia tốc trọng trường (khoảng \(9.81 \, \text{m/s}^2\)),
- \(S\) là diện tích của pit-tông (\(50 \, \text{cm}^2 = 50 \times 10^{-4} \, \text{m}^2\)).
Áp suất khí trong xi-lanh lúc này sẽ là:
\[
P = P_0 + P_{m}
\]
### c) Đặt lên pit-tông một quả cân có khối lượng \(12.5\) kg thì pit-tông dịch chuyển xuống dưới một đoạn \(2\) cm.
Tính áp suất do quả cân \(12.5\) kg tạo ra:
\[
P_{12.5} = \frac{12.5 \times 9.81}{50 \times 10^{-4}} = \frac{122.625}{0.005} = 24525 \, \text{Pa}
\]
Áp suất khí trong xi-lanh lúc này là:
\[
P = P_0 + P_{12.5} = 10^5 + 24525 = 124525 \, \text{Pa}
\]
### d) Giữ nguyên trạng thái pit-tông ở câu c, đặt thêm lên pit-tông một quả cân khối lượng \(2.5\) kg thì chiều cao cột không khí trong xi-lanh lúc này là \(7\) cm.
Áp suất do quả cân \(2.5\) kg tạo ra:
\[
P_{2.5} = \frac{2.5 \times 9.81}{50 \times 10^{-4}} = \frac{24.525}{0.005} = 4905 \, \text{Pa}
\]
Áp suất khí trong xi-lanh lúc này là:
\[
P = P_0 + P_{12.5} + P_{2.5} = 10^5 + 24525 + 4905 = 129430 \, \text{Pa}
\]
### Kết luận
- Áp suất khí trong xi-lanh ở trạng thái cân bằng là \(10^5 \, \text{Pa}\).
- Khi đặt quả cân \(12.5\) kg, áp suất là \(124525 \, \text{Pa}\).
- Khi thêm quả cân \(2.5\) kg, áp suất là \(129430 \, \text{Pa}\).
- Chiều cao cột không khí trong xi-lanh là \(7\) cm khi có tổng khối lượng \(15\) kg (bao gồm cả \(12.5\) kg và \(2.5\) kg).
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.