Giải Lý lớp 10 Bài 33 : Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Giải Lý lớp 10 Bài 33 : Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Giải Lý lớp 10 Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

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)