Chương vi. cơ sở của nhiệt động lực học bài tập về các nguyên lí nhiệt động lực học

CHƯƠNG VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC BÀI TẬP VỀ CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I. TÓM TẮT KIẾN THỨC: 1. Nội năng: Nội năng của một hệ bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa chúng. Nội năng phụ thuộc và nhiệt độ và thể tích. Có 2 cách làm biến đổi nội năng là: Thực hiện công và truyền nhiệt. 2. Nguyên lý thứ I Nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: U Q A   Qui ước: Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng. Q<0: Hệ tỏa nhiệt ra môi trường ngoài. A>0: Hệ nhận công. A<0: Hệ sinh công U >0: Nội năng của hệ tăng. U <0: Nội năng của hệ giảm. II. BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài 1 (33.7/tr79/SBT). Một lượng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang có pit- tông có thể dịch chuyển được. Không khí dãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển. a/. Nếu không khí nóng thực hiện một công có độ lớn là 4000 J thì nội năng của nó biến thiên một lượng bằng bao nhiêu? b/. Giả sử không khí nhận thêm được nhiệt lượng 10000 J và công thực hiện thêm được một lượng là 1500 J. Hỏi nội năng của không khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu? a/. Nếu không khí nóng thực hiện một công có độ lớn là 4000 J thì nội năng của khí biến thiên một lượng bằng: Vì xi lanh cách nhiệt nên Q=0. Do đó: 4000( )U A J    b/. Không khí nhận thêm được nhiệt lượng 10000 J và công thực hiện thêm được một lượng là 1500 J. Nội năng của khí biến thiên một lượng bằng: ' ' (4000 1500) 10000 4500( ) U A Q U J           Bài 2 (33.8/tr79/SBT). Một lượng khí lí tưởng chứa trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Các thông số ban đầu của khí là: 0,010 m3, 100 kPa, 300 K. Khí được làm lạnh theo một quá trình đẳng áp tới khi thể tích còn là 0,006 m3. a/. Vẽ đường biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trong hệ tọa độ (p,V). b/. Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí. a/. Vẽ đường biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trong hệ tọa độ (p,V). b/. Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí. c/. Tính công của chất khí. 2 1 2 1 0,006.300 180( ) 0,01 V TT K V    c/. Tính công của chất khí. 510 (0,01 0,006) 400( )A p V J     Bài 3 (33.9/tr79/SBT). Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy pit-tông đi một đoạn 5cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xilanh có độ lớn là 20 N. Độ lớn của công chất khí thực hiện đê thắng lực ma sát là: A=Fl Vì chất khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công nên: 1,5 20.0,05 0,5( )U Q Fl J      III. RÚT KINH NGHIỆM: V(m3) P(kPa) 105 0 0,006 0,01