Một lượng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang

Đầu pit-tông có rãnh để lắp xec măng. Xéc măng khí được lắp ở trên, xéc măng dầu được lắp ở dưới.

Độ biến thiên nội năng của khí là $2.10^{6}$ (J)

Giải chi tiết:
Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, l là quãng đường pit-tông dịch chuyển, p là áp suất khí trong xilanh.

Xéc măng được lắp ở rãnh phía trên pit-tông. Xéc-măng là những vòng tròn hở bằng kim loại, thường được làm bằng chất liệu gang xám hoặc gang hợp kim, hay hạt thép mịn. 

Nhiệt lượng đã cung cấp cho chất khí là: 1,5 J.

Giải chi tiết:
Độ lớn của công chất khí thực hiện để thắng lực ma sát:
A = Fs = 20.0,05 = 1 (J)
Do chất khí nhận nhiệt và thực hiện công nên: $A < 0$
=> Nhiệt lượng đã cung cấp cho chất khí là: $Q = \Delta U - A = 0,5 -(-1) = 1,5 (J)$

Phải đẩy bơm 10 lần.

Giải chi tiết:
Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p0 + p’
Với p’ = F/S = 350/0,005 = 0,7.105 Pa;
→ $p = 1,7.10^{5}$ Pa lớn hơn 1,5 p0 nên thể tích sau khi bơm là 2000 cm3.

Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 cm3 không khí ở áp suất p0 được đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n cm3 không khí được đưa vào bánh. Ban đầu có 1500 cm3 không khí ở áp suất p0 trong bánh xe. Như vậy có thể coi:

Áp suất khí trong xilanh lúc này xấp xỉ bằng 780 mmHg.

Giải chi tiết:

Trạng thái khí lúc đầu: p1 = 750 mmHg; T1 = 30 + 273 = 303 K; V1
Trạng thái khí lúc sau: p2; T2 = 200 + 273 = 473 K; V2 = 1,5.V1.
Từ phương trình trạng thái:
$\frac{p1.V1}{T1}=\frac{p2V2}{T2}$

Khi đun nóng xilanh đến ${100}^{o}{C}$ thì pit-tông được nâng lên một đoạn là: 4,86 cm.

Giải chi tiết:
Quá trình biến đổi là đẳng áp nên ta có:
$\frac{V1}{V2} = \frac{T1}{T2}$
=> $V2 = V1.\frac{T1}{T2}=3.\frac{100 + 273}{300}=3730 (cm^{3})$

Lực tác dụng lên pit-tông khi thể tích của không khí trong bơm giảm đi 4 lần là 212 N.

Giải chi tiết:
Trạng thái đầu: $p_{1} = p_{a}; V_{1} = V; T_{1}$.
Trong đó $p_{a}$ là áp suất khí quyển.
Trạng thái cuối:
$p_{2} = p_{a}+p = p_{a}+\frac{F}{S}; V_{2}=\frac{V}{4}; T2 = T1.$