Một ống thuỷ tinh tiết diện S một đầu kín, một đầu ngăn bởi giọt thuỷ ngân. Chiều dài cột không khí bên trong ống thuỷ ngân là l1 = 20cm, nhiệt độ bên trong ống là 27℃. Xác định chiều cao của cột không...

Cho bài toán: - Ống thủy tinh có tiết diện S, một đầu kín, một đầu có giọt thủy ngân ngăn cách. - Chiều dài cột không khí ban đầu là \( l_1 = 20 \, cm \) tại nhiệt độ \( T_1 = 27^\circ C = 300 K \). - Nhiệt độ tăng thêm 10°C, tức là \( T_2 = 37^\circ C = 310 K \). - Quá trình biến đổi trạng thái giữ áp suất không đổi. Yêu cầu: Tìm chiều dài cột không khí mới \( l_2 \) khi nhiệt độ tăng lên. --- **Phân tích:** Áp suất không đổi, thể tích (đại diện bằng chiều dài cột khí vì tiết diện S không đổi) thay đổi theo nhiệt độ. Áp dụng định luật Charles (định luật về sự giãn nở của khí khi áp suất không đổi): \[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \] Với \( V \propto l \) (chiều dài cột khí vì tiết diện S không đổi), ta có: \[ \frac{l_1}{T_1} = \frac{l_2}{T_2} \implies l_2 = l_1 \cdot \frac{T_2}{T_1} \] --- **Tính toán:** \[ l_2 = 20 \, cm \times \frac{310 K}{300 K} = 20 \times \frac{31}{30} = 20.67 \, cm \] --- **Kết luận:** Chiều dài cột không khí khi nhiệt độ tăng lên 37°C là khoảng **20,67 cm**. --- **Trả lời:** Chiều dài cột không khí bên trong ống khi nhiệt độ tăng thêm 10°C (từ 27°C lên 37°C) là khoảng **20,67 cm**.