Giải bài tập Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Giải bài tập Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Giải bài tập Vật lý 10 bài 33

VnDoc.com xin giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: , tài liệu gồm 8 câu hỏi bài tập kèm theo lời giải chi tiết chắc chắn sẽ giúp các bạn học sinh học tập hiệu quả môn Vật lý bài 33. Mời các bạn học sinh và thầy cô tham khảo.

Bài 1 (trang 179 SGK Vật Lý 10): Phát biểu và viết hệ thức của nguyên lí I NĐLH. Nêu tên, đơn vị và quy ước dấu của các đại lượng trong hệ thức.

Lời giải:

Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được: δU = A + Q

Qui ước dấu:

+ Q > 0 vật nhận nhiệt lượng

+ Q < 0 vật truyền nhiệt lượng

+ A > 0 vật nhận công

+ A < 0 vật thực hiện công

Bài 2 (trang 179 SGK Vật Lý 10): Phát biểu nguyên lí II NĐLH.

Lời giải:

Nguyên lí II nhiệt động lực học: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.

Cách phát biểu khác: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.

Bài 3 (trang 179 SGK Vật Lý 10): Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả quá trình nung nóng khi trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình?

A. ΔU = A;

B. ΔU = Q + A

C. ΔU = 0;

D. ΔU = Q.

Lời giải:

- Chọn D.

- Quá trình nung nóng khí trong bình kín là quá trình đẳng tích => A = 0

=> ΔU = Q. Hay nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng.

Bài 4 (trang 180 SGK Vật Lý 10): Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức δU = A + Q phải có giá trị nào sau đây?

A. Q < 0 và A > 0

B. Q > 0 và A > 0

C. Q > 0 và A < 0

D. Q < 0 và A < 0

Lời giải:

- Chọn C.

- Vì vật nhận nhiệt thì Q > 0, vật sinh công thì A < 0.

Bài 5 (trang 180 SGK Vật Lý 10): Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng?

A. ΔU = Q với A > 0

B. ΔU = Q + A với A > 0

C. ΔU = Q + A với A < 0

D. ΔU = Q với Q < 0

Lời giải:

- Chọn A.

- Vì trong quá trình đẳng tính nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ để làm tăng nội năng của khí.

Bài 6 (trang 180 SGK Vật Lý 10): Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J.

Lời giải:

Áp dụng công thức nguyên lí I NĐLH: ΔU = A + Q

Vì chất khí nhận công (khí bị nén) và truyền nhiệt nên A > 0, Q < 0

Do đó : ΔU = A + Q = 100 – 20 = 80 J.

Bài 7 (trang 180 SGK Vật Lý 10): Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pit-tông lên. Tính độ biến thiên nội năng của khí.

Lời giải:

Khí trong xilanh nhận được nhiệt lượng => Q > 0.

Khí thực hiện công => A < 0

Độ biến thiên nội năng của khí trong xilanh là:

ΔU = A + Q = 100 - 70 = 30J.

Bài 8 (trang 180 SGK Vật Lý 10): Khi truyền nhiệt lượng 6.10⁶ J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit-tông lên làm thể tích của khí tăng thêm 0,50 m³. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.10⁶ N/m² và coi áp suất này không đổi trong quá trình khí thực hiện công.

Lời giải:

Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, l là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh, ta có:

Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là :

A = F.l = P.Sl = PΔV = 8.10⁶.0,5 = 4.10⁶ J.

Vì chất khí thực hiện công và nhận nhiệt nên : Q > 0, A < 0

Ta có : ΔU = A + Q = -4.10⁶ + 6.10⁶ = 2.10⁶ (J)

Vậy độ biến thiên nội năng của khí là ΔU = 2.10⁶ (J)