Một bình kín hình trụ đặt thẳng đứng được chia làm hai phần bằng một pittong nặng cách nhiệt, ngăn trên chứa 1 mol, ngăn dưới chứa 3 mol của cùng một chất khí. Nếu nhiệt độ ở hai ngăn đều bằng T₁ = 400K thì áp suất ở ngăn dưới gấp đôi áp suất ở ngăn trên. Nhiệt độ ngăn trên không đổi, ngăn dưới có nhiệt độ là bao nhiêu thì thể tích hai ngăn bằng nhau?

Đáp án: A

Gọi p₀ là áp suất do trọng lượng pit-tông gây ra.

Khí trong phần ngăn trên:

      + Trạng thái ban đầu: p₁; V₁; T₁ → p₁.V₁ = ν₁.R.T₁  (ν₁ = 1mol)  (1)

      + Trạng thái 2: Khi 2 ngăn bằng nhau p’₁; V’₁ = V/2; T’₁ = T₁

Khí trong phần ngăn dưới:

      + Trạng thái ban đầu: p₂ = p₁ + p₀ = 2.p₁; V₂; T₂ = T₁

           → p₂.V₂ = ν₂.R.T₂ (ν₂ = 3mol) (2) và p₀ = p₁.

      + Trạng thái 2: Khi 2 ngăn bằng nhau: p’₂; V’₂ = V/2; T’₂ = T₁

Từ (1) và (2) 

Khi hai ngăn bằng nhau: V’₁ = V’₂ = V/2

Với ngăn trên ta có: p₁.V₁ = p’₁.V’₁ → p’₁ = 4p₁/5

Ngăn dưới:

Vì pittong cân bằng: p₂’ = p₁’ + p₀ = 4p₁/5 + p₁ = 9p₁/5

Từ (3) → T₂’ = 3T₁/4