Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới hai pit-tông bằng nhau. Dưới hai pit-tông có hai lượng khí như nhau ở nhiệt độ T0, áp suất p0. Áp suất khí trong hai xilanh sẽ thay đổi như thế nào, nếu đun nóng một xilanh lên tới nhiệt độ T1 đổng thời làm lạnh xilanh kia xuống nhiệt độ T2? Khi đó, sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong mỗi xilanh sẽ bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của pit-tông và thanh nối ; coi ma sát không đáng kể ; áp suất của khí quyển là pa.
- Khí trong xi lanh bên trái
+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p0; V0; T0.
+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p1; V1; T1.
Vì khối lượng khí không đổi nên:
\({{{p_0}{V_0}} \over {{T_0}}} = {{pV} \over T}\)(1)
- Khí trong xi lanh bên phải
+ Trạng thái 1( trước khi làm nguội): p0; V0; T0.
+ Trạng thái 2(sau khi làm nguội): p2; V1; T2.
Advertisements (Quảng cáo)
Khối lượng khí không đổi nên:
\({{{p_0}{V_0}} \over {{T_0}}} = {{{p_2}{V_1}} \over {{T_2}}}\)(2)
Vì pit-tông cân bằng nên:
Ở trạng thái 1: 2pa = 2p0
Ở trạng thái 2: 2p0 = p1 + p2 (3)
Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:
\(x = {{{V_0} - {V_1}} \over {{V_0}}}\) (4)
Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :
\({p_1} = {{2{T_1}} \over {{T_1} + {T_2}}}{p_0};{p_2} = {{2{T_2}} \over {{T_1} + {T_2}}}{p_0};x = {{2{T_0} - {T_1} - {T_2}} \over {2{T_0}}}\)