39. Như hình vẽ, thể tích của oxy trong $20 ^ { \circ } \mathrm { C }$ và hydro trong $10 ^ { \circ } \mathrm { C }$ là như nhau. Cột thủy ngân nằm ở giữa ống mỏng đủ dài nối hai bình chứa. Khi nhiệt độ của oxy và hydro đều tăng $10 ^ { \circ } \mathrm { C }$, cột thủy ngân ( ) 
- A. A. Không di chuyển
- B. B. Di chuyển sang trái
- C. C. Di chuyển sang phải
- D. D. Di chuyển sang phải trước, sau đó sang trái.
Answer: B
Solution: Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng $$
\frac { p V } { T } = C
$$, giả sử thể tích khí không đổi, có $$
\frac { p _ { 1 } } { T _ { 1 } } = \frac { p _ { 2 } } { T _ { 2 } } = \frac { \Delta p } { \Delta T } \Rightarrow \Delta p = \frac { p _ { 1 } } { T _ { 1 } } \Delta T
$$. Từ đề bài biết rằng tại thời điểm bắt đầu, áp suất hai bên của khí bằng nhau, và $$
T _ { \text {氧气 } 1 } > T _ { \text {氢气 } 1 }
$$ cho thấy khi nhiệt độ hai bên tăng lên như nhau, có $$
\Delta p _ { \text {氧气 } } < \Delta p _ { \text {氢气 } }
$$.
thì áp suất khí hydro bên phải sẽ lớn hơn áp suất oxy bên trái, cột thủy ngân sẽ di chuyển sang trái, do đó chọn B. $40 . \mathrm { C }$ [Kiến thức]null [Giải thích chi tiết]A.Khi nhiệt độ khí trong xi lanh là $12 ^ { \circ } \mathrm { C }$ , phân tích piston, từ điều kiện cân bằng có
$$
p _ { 1 } S + m _ { 0 } g = p _ { 0 } S
$$ Thay dữ liệu vào để giải được $$
p _ { 1 } = 9 \times 10 ^ { 4 } \mathrm {~Pa}
$$ Do đó, A đúng nhưng không phù hợp với ý nghĩa của câu hỏi; B. Khi chiều dài cột khí trong xi lanh là ${ } ^ { L _ { 2 } } = 22 \mathrm {~cm}$ , lò xo bị nén $$
\Delta x = 2 \mathrm {~cm}
$$
Phân tích piston, theo điều kiện cân bằng có $$
p _ { 0 } S + k \Delta x = m g + p _ { 2 } S
$$ Theo phương trình khí lý tưởng có khối lượng nhất định có $$
\frac { p _ { 1 } L _ { 1 } S } { T _ { 1 } } = \frac { p _ { 2 } L _ { 2 } S } { T _ { 2 } }
$$ Trong đó $$
T _ { 1 } = ( 273 + 12 ) \mathrm { K } = 285 \mathrm {~K}
$$ Giải đồng thời có $$
T _ { 2 } = 383 \mathrm {~K}
$$ Do đó, B đúng nhưng không phù hợp với ý nghĩa của câu hỏi;
CD. Theo ý nghĩa của câu hỏi, khi áp suất của xi lanh đối với mặt đất bằng không, khi nhiệt độ khí tăng lên, áp suất khí không thay đổi, giả sử nhiệt độ khí lúc này là ${ } ^ { T _ { 3 } }$, đối với xi lanh, từ điều kiện cân bằng có $$
p _ { 0 } S + M g = p _ { 3 } S
$$ Đối với piston, theo điều kiện cân bằng có $$
p _ { 3 } S + m g = p _ { 0 } S + k \Delta x _ { 1 }
$$
Theo phương trình khí lý tưởng có khối lượng nhất định, có $$
\frac { p _ { 1 } L _ { 1 } S } { T _ { 1 } } = \frac { p _ { 3 } \left( L _ { 1 } + \Delta x _ { 1 } \right) S } { T _ { 3 } }
$$ Giải đồng thời có $$
T _ { 3 } = 437 \mathrm {~K}
$$ Tức là khi nhiệt độ khí trong xi lanh tăng lên trên 437 K, khí sẽ nở ra ở áp suất không đổi, do đó C sai, phù hợp với ý nghĩa của câu hỏi, D đúng, không phù hợp với ý nghĩa của câu hỏi; Do đó, câu trả lời sai là C.