a) Phần xi lanh bi nung nóng:             \(\frac{P_oV_o}{T_o}=\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_1V_1}{T_0+\Delta T}\) 

Phần xi lanh bị làm lạnh:                \(\frac{P_oV_o}{T_o}=\frac{P_2V_2}{T_2}=\frac{P_2V_2}{T_0-\Delta T}\)

Vì         P₁ = P₂ \(\rightarrow\frac{V_1}{V_2}=\frac{T_0+\Delta T}{T_0-\Delta T}\)    (1)

Gọi đoạn di chuyển của pit-tông là x, ta có:                   V₁ = (l + x)S và V₂ = (l - x)S        (2)

Từ (1) và (2) ta có                  \(\frac{\left(l+x\right)S}{\left(l-x\right)S}=\frac{T_0+\Delta T}{T_0-\Delta T}\rightarrow\) x = \(\frac{l\Delta T}{T_0}\)

b) P₂V₂ = P₀V \(\rightarrow\) P₂ = P₀V₀ /(l - x)S             (1)

P₁V₁ = P₀V \(\rightarrow\)  P₂ = P₀V₀/(l + x)S             (2)

Xét pit-tông:     F₂ - F₁ = ma \(\rightarrow\) (P₂ - P₁)S = ma     (3)

Từ (1), (2), và (3)                     

\(\left(\frac{P_0V}{S\left(l-r\right)}\right)-\left(\frac{P_0V}{S\left(l+r\right)}\right)S\)= ma       \(\rightarrow\) a = 2P₀V₀x/(l² – x²)m

\(V=1000cm^3=10^{-3}m^3\)

Ta có: \(A=p\cdot\Delta V\Rightarrow40=2\cdot10^5\left(V-10^{-3}\right)\)

\(\Rightarrow V=1,2\cdot10^{-3}m^3\)

Trạng thái 1: \(\left\{{}\begin{matrix}V_1=10^{-3}m^3\\T_1=???\end{matrix}\right.\)

Trạng thái 2: \(\left\{{}\begin{matrix}V_2=1,2\cdot10^{-3}m^3\\T_2=T_1+50+273=T_1+323\left(K\right)\end{matrix}\right.\)

Quá trình đẳng áp:

\(\dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}\Rightarrow\dfrac{10^{-3}}{T_1}=\dfrac{1,2\cdot10^{-3}}{T_1+323}\Rightarrow T_1=1615K\)

: Đáp án C

Gọi lần lượt là áp suất,

thể tích và nhiệt độ của khối khí trong xilanh ở trạng thái ban đầu

Gọi 

lần lượt là áp suất, thể tích và nhiệt độ của khối khí trong xilanh khi động cơ hoạt động.

Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng, ta có:

- Khí trong xi lanh bên trái

      + Trạng thái 1: Trước khi đun nóng:  p 0 ;  V 0 ;  T 0 .

      + Trạng thái 2: Sau khi đun nóng:  p 1 ;  V 1 ;  T 1 .

Vì khối lượng khí không đổi nên:

p 0 V 0 / T 0  = pV/T (1)

- Khí trong xi lanh bên phải

      + Trạng thái 1( trước khi làm nguội):  p 0 ;  V 0 ;  T 0

      + Trạng thái 2(sau khi làm nguội):  p 2 ;  V 1 ;  T 2

Khối lượng khí không đổi nên:

p 0 V 0 / T 0  =  p 2 V 1 / T 2  (2)

Vì pit-tông cân bằng nên:

Ở trạng thái 1: 2 p a  = 2 p 0

Ở trạng thái 2: 2 p 0  =  p 1  +  p 2  (3)

Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:

x = ( V 0  -  V 1 )/ V 0  (4)

Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :

Gọi C là áp suất của khí ở phía trên pit tông, áp suất của khí ở phía dưới pit tông sẽ là  P o + K, trong đó K là phần áp suất tạo nên do trọng lực của pit tông. Vì khối lượng

khí ở trên và ở dưới pit tông bằng nhau nên ta có:

Từ đây rút ra K = 2  P o

Gọi V 1 ; V d  lần lượt là thể tích khí ở trên và ở dưới pit tông, p là áp suất của khí ở trên pit tông khi nhiệt độ bằng 2T, khi đó áp suất khí ở dưới pit tông sẽ là

Viết phương trình trạng thái cho lượng khí ở trên pit tông và cho lượng khí ở dưới pit tông ta có hai phương trình sau đây

  hay 

hay 

Chú ý rằng , ta sẽ có: 

hay ta sẽ có

 Từ đây suy ra 

Giải phương trình bậc hai đối với P , ta có hai nghiệm:

Ta loại bỏ nghiệm âm và chọn nghiệm dương

Bây giờ có thể tính được tỉ số thể tích khí trên và dưới pit tông:

Công do khí sinh ra trong quá trình dãn nở đẳng áp :

A' = p ∆ V. (1)

Do quá trình là đẳng áp nên :

V/T = V 0 / T 0  ⇒ V =  V 0 T/ T 0

và  ∆ V = V -  V 0  =  V 0 (T -  T 0 )/ T 0  (1)

Từ (1) và (2) dễ dàng tính được : A' = 40,52 J.

Trong (1) và (2) không thấy giá trị của diện tích mặt pit-tông nên công trên không phụ thuộc vào diện tích này