Bóng đèn sợi đốt (bóng đèn dây tóc) còn được gọi tắt là bóng đèn tròn (Hình 7.3)

Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Chân trời sáng tạo

Bài 7.5 (VD) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Bóng đèn sợi đốt (bóng đèn dây tóc) còn được gọi tắt là bóng đèn tròn (Hình 7.3), là loại bóng đèn trước đây được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Trong lĩnh vực nông nghiệp, đèn sợi đốt được người dân sử dụng để kích thích cây ra hoa trái vụ, thu hoạch được sản lượng cao hơn. Tuy nhiên, hiệu suất phát sáng của loại đèn này thấp, điện năng tiêu thụ nhiều, gây lãng phí nên ngày nay đèn này đã được thay thế bởi các loại đèn tiết kiệm năng lượng hơn như đèn LED, Compact,... Bộ phận chính của đèn sợi đốt gồm: sợi đốt làm bằng wolfram, chịu được nhiệt độ cao; bóng thuỷ tinh làm bằng thuỷ tinh chịu nhiệt, bên trong được bơm khí trơ ở áp suất thấp.

a) Trình bày nguyên tắc phát sáng của đèn. Tại sao đèn sợi đốt lại có hiệu suất chiếu sáng thấp?

b) Vì sao sợi đốt làm bằng kim loại wolfram?

c) Vì sao trong bóng thuỷ tinh cần phải bơm đầy khí trơ ở áp suất thấp?

d) Bóng đèn sợi đốt có lớp vỏ làm bằng thuỷ tinh chịu nhiệt nên nhiệt độ khi đèn sáng có thể đạt tới 260 °C, coi áp suất khí trong bóng đèn bằng với áp suất khí quyển là 1 atm. Tính áp suất khí trong bóng đèn khi đèn chưa sáng ở nhiệt độ 25 °C.

Lời giải:

a) Khi có dòng điện chạy qua đèn, sợi đốt của đèn toả nhiệt và nóng dần đến phát sáng. Khi đó điện năng được chuyển hoá thành nhiệt năng, sau đó một phần nhỏ nhiệt năng được chuyển hoá thành quang năng. Do đó hiệu suất chiếu sáng của đèn sợi đốt thấp so với các loại đèn khác.

b) Để đèn phát sáng thì sợi đốt phải có nhiệt độ rất cao và không bị nóng chảy. Wolfram là kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất nên được lựa chọn để làm sợi đốt bóng đèn.

c) Coi thuỷ tinh giãn nở không đáng kể, thể tích khí trong bóng đèn coi như không đổi. Khi đèn sáng nhiệt độ của sợi đốt tăng cao làm nhiệt độ khí trong bóng đèn tăng lên kéo theo áp suất khí tăng (do áp suất tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối) có thể gây nổ đèn nếu là khí thường ở áp suất thường. Sử dụng khí trơ ở áp suất thấp vừa làm giảm sự oxi hoá của sợi đốt (do không gây ra phản ứng hóa học), vừa làm chậm sự tăng của áp suất khí trong bình, hạn chế nguy cơ nổ đèn.

d) Vì thể tích khí trong bóng đèn không thay đổi.

Ta có: $\frac{{\mathrm{p}}_1}{{\mathrm{T}}_1}=\frac{{\mathrm{p}}_2}{{\mathrm{T}}_2}\Rightarrow {\mathrm{p}}_1={\mathrm{p}}_2\cdot \frac{{\mathrm{T}}_1}{{\mathrm{T}}_2}=\frac{298}{533}\approx 0,56\mathrm{atm}$

Lời giải SBT Vật Lí 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay khác:

• Câu 7.1 (B) trang 26 Sách bài tập Vật Lí 12: Biểu thức nào sau đây không đúng khi xét quá trình biến đổi đẳng tích của một khối lượng ....

• Câu 7.2 (B) trang 26 Sách bài tập Vật Lí 12: Một khối khí lí tưởng thực hiện quá trình biến đổi đẳng tích ở hai thể tích khác nhau ....

• Câu 7.3 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 12: Quá trình nào sau đây không phải là quá trình đẳng tích? ....

• Câu 7.4 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 12: Một chiếc lốp ô tô chứa không khí ở áp suất 5 atm, nhiệt độ 27 °C ....

• Câu 7.5 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 12: Một bình kín có thể tích 12 lít, chứa nitrogen ở áp suất 80 atm có nhiệt độ 17 °C ....

• Câu 7.6 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 12: Hai phòng kín có thể tích bằng nhau, thông với nhau bằng một cửa mở ....

• Câu 7.7 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 12: Khối khí trong xilanh của một động cơ nhiệt có áp suất là 0,8.10⁵ Pa và nhiệt độ là 50 °C ....

• Câu 7.8 (VD) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 12: Một bình kín chứa 1 mol nitrogen, áp suất khí là 10⁵ Pa, ở nhiệt độ 27 °C ....

• Câu 7.9 (VD) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Một bình bằng thép có dung tích 50 lít chứa helium ở áp suất 5 MPa và nhiệt độ là 37 °C ....

• Câu 7.10 (VD) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Xét một động cơ xăng 4 kì của ô tô. Trong quá trình pit-tông nén hỗn hợp khí (gọi là kì nén) ....

• Bài 7.1 (B) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Viết phương trình trạng thái của khí lí tưởng và giải thích các đại lượng trong phương trình ....

• Bài 7.2 (B) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Xét một khối khí lí tưởng xác định. Đồ thị trong Hình 7.2 mô tả đẳng quá trình nào? ....

• Bài 7.3 (H) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Một khối khí lí tưởng ở nhiệt độ 47 °C được nung nóng đến khi áp suất tăng lên 3 lần ....

• Bài 7.4 (H) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Một săm xe máy được bơm căng không khí ở nhiệt độ 22 °C và áp suất 2 atm ....

• Bài 7.6 (VD) trang 29 Sách bài tập Vật Lí 12: Một bình chứa oxygen sử dụng trong y tế có thể tích 14 lít....

• Bài 7.7 (VD) trang 29 Sách bài tập Vật Lí 12: Bóng thám không (Hình 7.4) là một thiết bị được sử dụng phổ biến trong ngành khí tượng ....

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• SBT Vật Lí 12 Bài 8: Áp suất - động năng của phân tử khí

• SBT Vật Lí 12 Bài 9: Khái niệm từ trường

• SBT Vật Lí 12 Bài 10: Lực từ. Cảm ứng từ

• SBT Vật Lí 12 Bài 11: Thực hành đo độ lớn cảm ứng từ

• SBT Vật Lí 12 Bài 12: Hiện tượng cảm ứng điện từ

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---