Người ta cung cấp chất khí chứa trong xy-lanh một nhiệt lượng 100 J.. Hỏi nội năng của chất khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu?. Người ta thực hiện công 1000 J để nén khí trong một
Trang 1CHỦ ĐỀ 2: NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
A PHƯƠNG PHÁP
Biểu thức : U = A + Q
Quy ước dấu :
U> 0: nội năng tăng; U< 0: nội năng giảm
A> 0: hệ nhận công; A< 0: hệ thực hiện công
Q> 0: hệ nhận nhiệt; Q< 0: hệ truyền nhiệt
Lưu ý:
- Công của chất khí thực hiện khi giãn nở: A = - p(V2 – V1) ( ĐÃ XÉT DẤU )
p: áp suất (Pa); V1: thể tích khí lúc đầu (m3); V2: thể tích khí lúc sau (m3)
- Nguyên lí I nhiệt động lực học: U = A + Q
- Cách đổi đơn vị: 1 lít = 10-3 m3; 1 cm3 = 10-6 m 3
- Công của lực đẩy: A = Fs
B BÀI TẬP
Bài 1 Người ta cung cấp chất khí chứa trong xy-lanh một nhiệt lượng 100 J Chất khí nảy ra đẩy pít-
tông lên và thực hiện một công là 70 J Hỏi nội năng của khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu?
Bài 2 Người ta thực hiện một công 100 J để nén khí trong một xy-lanh Hỏi nội năng của khí biến thiên
một lượng bao nhiêu? Nếu khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J
Bài 3 Người ta truyền cho chất khí trong xi-lanh nhiệt lượng 110 J Chất khí nở ra thực hiện công 75J
đẩy pit-tông lên Hỏi nội năng của chất khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu?
Bài 4 Người ta thực hiện công 150J để nén khí trong một xi lanh Biết khí truyền ra môi trường xung
quanh nhiệt lượng 20J Tính độ biến thiên nội năng của khí
Trang 2Bài 5 Người ta thực hiện công 1000 J để nén khí trong một xilanh, khí truyền ra môi trường xung quanh
nhiệt lượng 400 J Tính độ biến thiên nội năng của khí
Bài 6 Người ta ấn pit-tông của một xilanh chứa khí nằm ngang làm cho nó dịch chuyển một đoạn 6cm với lực có độ lớn 18N, đồng thời cung cấp cho khí nhiệt lượng 2,1J Tính độ biến thiên nội năng của khí
Bài 7 Người ta cung cấp khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 2,5 J Khí dãn nở đẳng áp đẩy
pít-tông đi một đoạn 7 cm với một lực có độ lớn là 22 N Tính độ biến thiên nội năng của khí
Bài 8 Khi truyền nhiệt lượng 6.106J cho chất khí đựng trong một xy-lanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pít-tông lên Thể tích khí tăng thêm 0,5 m3 Hỏinội năng của khí biến đổi một lượng bằng bao nhiêu? Biết
áp suất của khí là 8.106 Pa và không đổi trong quá trình dãn nở
Bài 9 Một lượng khí ở áp suất 3.105 Pa có thể tích là 8 lít Sau khi đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích là 10 lít
a) Tính công mà khí thực hiện
b) Tính độ biến thiên nội năng của khí Biết trong khi đun khí nhận nhiệt lượng là 1000 J
Trang 3Bài 10 Một lượng khí không đổi ở áp suất 2.104 N/m2 có thể tích 6 lít Được đun nóng đẳng áp khí nở
ra và có thể tích 8 lít
a.Công do khí thực hiện là bao nhiêu?
b Hãy tính độ biến thiên nội năng của khí Biết khi đun nóng khí nhận được nhiệt lượng 100 J
Bài 11 Một hòn bi thép có trọng lượng 0,5N rơi từ độ cao 2m xuống một tấm đá rồi nảy lên với độ cao 1,4m Tìm lượng cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng của bi và tấm đá
Bài 12 Người ta đốt nóng cho dãn nở đẳng áp 20g oxi ở áp suất 2,8atm và nhiệt độ là 27oC đến thể tích
8 lít Cho oxi có = 32g/mol; R = 8,31J/mol.K, nhiệt dung riêng đẳng áp cp = 0,91.103 J/kg.độ; 1 atm = 9,81 104N/m2
a Tính nhiệt độ cuối cùng và công của khí sinh ra khi dãn nở
b Độ biến thiên nội năng của khí trong quá trình dãn nở
Bài 13 Một lượng khí không đổi ở trạng thái 1 có thể tích V1, áp suất p1, dãn đẳng nhiệt đến trạng thái
2 có thể tích V2 = 2V1 và áp suất p2 = p1/2 Sau đó dãn đẳng áp sang trạng thái 3 có thể tích V3= 3V1
Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình trên, dùng đồ thị để so sánh công của khí trong quá trình trên
Trang 4Bài 14 Nhiệt độ của không khí trong một căn phòng rộng 80m3 là 17oC Sau khi sưởi ấm nhiệt độ của phòng là 27oC Tính công mà không khí của căn phòng sinh ra khi dãn đẳng áp ở áp suất 105Pa
Bài 15 Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang
Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20 N Tính độ
biến thiên nội năng của khí
TRẮC NGHIỆM
Câu 1 Công thức nào sau đây là công thức tổng quát của nguyên lý một nhiệt động lực học?
A UA Q B U Q C U A D A Q 0
Câu 2 Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì
A Q < 0 và A > 0 B Q > 0 và A> 0 C Q > 0 và A < 0 D Q < 0 và A < 0
Câu 3 Chọn câu đúng
A Cơ năng không thể tự chuyển hoá thành nội năng
B Quá trình truyền nhiệt là quá trình thuận nghịch
C Động cơ nhiệt chỉ có thể chuyển hoá một phần nhiệt lượng nhận được thành công
D Động cơ nhiệt có thể chuyển hoá hoàn toàn nhiệt lượng nhận được thành công
Câu 4 Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng?
A U = Q với Q >0 B U = Q + A với A > 0
C U = Q + A với A < 0 D U = Q với Q < 0
Câu 5 Thực hiện công 100 J để nén khí trong xy-lanh và khí truyền ra môi trường một nhiệt lượng 20 J
Kết luận nào sau đây là đúng?
A Nội năng của khí tăng 80 J B Nội năng của khí tăng 120 J
C Nội năng của khí giảm 80 J D Nội năng của khí giảm 120 J
Câu 6 Người ta thực hiện công 100J để nén khí trong một xilanh Biết khí truyền ra môi trường xung
quanh nhiệt lượng 40J độ biến thiên nội năng của khí là
A 60J B 100J
C 140J D 40J
Câu 7 Người ta truyền cho khí trong xi-lanh nhiệt lượng 100 J Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy
Trang 5pit-tông lên Độ biến thiên nội năng của khí là
A 20 J B 30 J
C 40 J D 50 J
Câu 8 Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 2 J Khí nở ra đẩy pit-tông
đi một đoạn 5cm với một lực có độ lớn là 20N Độ biến thiên nội năng của khí là
A 1J B 0,5J
C 1,5J D 2J
Câu 9 Người ta cung cấp nhiệt lượng cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang Chất khí nở
ra, đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm và nội năng của chất khí tăng 0,5 J Biết lực ma sát giữa pit-tông và xi-lanh là 20 N Nhiệt lượng đã cung cấp cho chất khí là
A 1,5 J B 25 J
C 40 J D 100 J