Bài 9.8 SBT Vật lý 12 - Kết nối tri thức: Phải đẩy bơm tối thiểu bao nhiêu lần?...

Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 cm² và khoảng chạy 25 cm để bơm một bánh xe đạp sao cho khi áp lực của bánh lên mặt đường là 350 N thì diện tích tiếp xúc của bánh với mặt đường là 50 cm². Ban đầu bánh chứa không khí có áp suất \({p_o} = {10^5}{\rm{ }}Pa\) và thể tích \({V_o} = 1500{\rm{ }}c{m^3}\). Giả thiết khi áp suất không khí trong bánh vượt quá 1,5p_o thì thể tích trong của xăm là 2 000 cm³ và nhiệt độ không khí trong xăm không đổi.

1. Phải đẩy bơm tối thiểu bao nhiêu lần?

2. Nếu do bơm hở nên mỗi lần đẩy bơm chỉ đưa được 100 cm³ không khí vào bánh xe thì phải đẩy bao nhiêu lần.

Vận dụng kiến thức về quá trình đẳng nhiệt

n = 10 lần; n’ = 19 lần.

1. Áp suất không khí trong bánh khi bơm xong:

\(p = {p_o} + p’\) với \(p’ = \frac{{350}}{{0,005}} = {0,7.10^5}(Pa) \Rightarrow p = {1,7.10^5}Pa > 1,5{p_o}.\)

Do đó sau khi bơm: \({V_2} = 2000c{m^3}\)

Mỗi lần đẩy có \[8.25 = 200{\rm{ }}c{m^3}\]không khí được đưa vào bánh.

Trạng thái 1: \({p_1} = {10^5}Pa;{V_1} = (1500 + 200n);{T_1} = T.\)

Trạng thái 2: \({p_2} = {1,7.10^5}Pa;{V_2} = 2000c{m^3};{T_2} = T.\)

Áp dụng định luật Boyle sẽ xác định được \(n = \frac{{19}}{2} \approx 10\)lần

2. Vì nếu bơm không khí hở thì mỗi lần đẩy đưa được 200 cm³ không khí vào bánh xe, còn khi bơm hở thì mỗi lần đẩy chỉ đưa được 100 cm³ vào bánh nên:

\(n’ = 2n = \frac{{19.2}}{2} = 19\)lần