Ở bài học trước, các em đã được làm quen với 3 khái niệm liên quan đến mặt năng lượng của chất khí là nội năng, công và nhiệt lượng. Ba đại lượng này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Và mối quan hệ này sẽ được thể hiện trong 2 nguyên lý cơ bản của NĐLH là nguyên lí I và II. Các nguyên lý này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghệ, đặc biệt là công nghệ về các máy nhiệt. Đó cũng là nội dung chính của bài học ngày hôm nay.
Mời các em cùng theo dõi bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học để nắm rõ hơn về nội dung bài học mới nhé.
Độ biến thiên nọi năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
\(\Delta U = A + Q\)
Qui ước dấu :
\(\Delta U\) > 0: nội năng tăng; \(\Delta U\) < 0: nội năng giảm.
Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng.
Q < 0 : hệ truyền nhiệt lượng.
A > 0 : hệ nhận công.
A < 0 : hệ thực hiện công.
Ví dụ :
ΔU = Q: Truyền nhiệt, Q > 0 : hệ thu nhiệt lượng ; Q < 0 : hệ tỏa nhiệt lượng.
ΔU = A: Thực hiện công, A > 0 : nhận công ; A < 0 thực hiện công.
ΔU = A + Q: Truyền nhiệt và thực hiện công, Q > 0 hệ thu nhiệt lượng ; A < 0 thực hiện công.
ΔU = A + Q: Truyền nhiệt và thực hiện công, Q > 0 hệ thu nhiệt lượng ; A < 0 nhận công.
Xét một khối khí lí tưởng chuyển từ trạng thái 1 \(\left( {{p_1},{\rm{ }}{v_1},{\rm{ }}{T_1}} \right)\) sang trạng thái 2 \(\left( {{p_2},{\rm{ }}{v_2},{\rm{ }}{T_2}} \right)\):
Với quá trình đẳng nhiệt (Q = 0), ta có :
ΔU = A
Độ biến thiên nội năng bằng công mà hệ nhận được. Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thực hiện công.
Với quá trình đẳng áp \(\left( {A \ne 0;{\rm{ }}Q{\rm{ }} \ne {\rm{ }}0} \right)\) , ta có:
ΔU = A + Q
Độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
Với quá trình đẳng tích (A = 0), ta có :
ΔU = Q
Độ biến thiên nội năng bằng nhiệt lượng mà hệ nhận được. Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt
a) Quá trình thuận nghịch.
Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
b) Quá trình không thuận nghịch.
Quá trình không thuận nghịch là quá trình chỉ có thể xảy ra theo một chiều xác định, không thể tự xảy ra theo chiều ngược lại. Muốn xảy ra theo chiều ngược lại phải cần đến sự can thiệp của vật khác.
a) Cách phát biểu của Clau-di-út.
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang một vật nóng hơn.
b) Cách phát biểu của Các-nô.
Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
Nguyên lí II nhiệt động lực học có thể dùng để giải thích nhiều hiện tượng trong đời sống và kỉ thuật.
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt :
Mỗi động cơ nhiệt đều phải có ba bộ phận cơ bản là :
Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng (Q1).
Bộ phận phát động gồm vật trung gian nhận nhiệt sinh công (A) gọi là tác nhân và các thiết bị phát động.
Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do tác nhân toả ra (Q2).
Nguyên tắc hoạt động:
Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng Q1 cho bộ phận phát động để bộ phận này chuyển hóa thành công A.
Theo nguyên lý II thì bộ phận phát độngkhông thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. Do đó cần có nguồn lạnh để nhận phần nhiệt lượng Q2 còn lại.
Minh hoạ động cơ nhiệt:
Hiệu suất của động cơ nhiệt :
\(H = \frac{{\left| A \right|}}{{{Q_1}}} = \frac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}} < 1\)
Theo nguyên lý I nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng của vật bằng :
A. Tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
B. Nhiệt lượng mà hệ nhận được.
C. Tích của công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
D. Công mà hệ nhận được.
Nguyên lý I nhiệt động lực học
Độ biến thiên nọi năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
\(\Delta U = A + Q\)
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 lên 0,5 m3. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và coi áp suất là không đổi trong quá trình khí thực hiện công.
Nguyên lí I nhiệt động lực học :
\(\Delta U = Q + A\)
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn:
\(A = p. \Delta V = 8.106.0,5 = 4.106 J.\)
Do khí trong bình nhận nhiệt Q > 0 và thực hiện công A < 0
Độ biến thiên nội năng của khí
\(\Delta U = 6.10^6 - 4.10^6 = 2.10^6 J\).
Người ta cung cấp cho khí trong xi lanh một nhiệt lượng 1J . Khí nở đẩy pit tông đi được một đoạn đường 3cm với một lực có độ lớn 4N. Tính độ biến thiên nội năng của khí?
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn
\(A = F.\Delta l = 4.{\rm{ }}0,03 = 0,12{\rm{ }}\left( J \right)\)
Do khí trong bình nhận nhiệt Q > 0 và thực hiện công A < 0
Độ biến thiên nội năng của khí
\(\Delta U = Q + A{\rm{ }} = 1 - 0,12 = 0,88J\)
Qua bài giảng Các nguyên lí của nhiệt động lực học này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu và viết được công thức của nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học (NĐLH); nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong công thức.
Phát biểu được nguyên lí thứ hai của NĐLH.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 33 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 1,5 J. Khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm với một lực có độ lớn là 20 N. Tính độ biến thiên nội năng của khí.
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 .
Người ta cung cấp cho khí trong xi lanh một nhiệt lượng 1J . Khí nở đẩy pit tông đi được một đoạn đường 3cm với một lực có độ lớn 4N. Tính độ biến thiên nội năng của khí?
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 33để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 179 SGK Vật lý 10
Bài tập 2 trang 179 SGK Vật lý 10
Bài tập 3 trang 179 SGK Vật lý 10
Bài tập 4 trang 180 SGK Vật lý 10
Bài tập 5 trang 180 SGK Vật lý 10
Bài tập 6 trang 180 SGK Vật lý 10
Bài tập 7 trang 180 SGK Vật lý 10
Bài tập 8 trang 180 SGK Vật lý 10
Bài tập 1 trang 291 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 2 trang 291 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 3 trang 291 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 1 trang 299 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 2 trang 299 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 3 trang 299 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 4 trang 299 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 33.1 trang 79 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.2 trang 79 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.3 trang 79 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.4 trang 79 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.5 trang 80 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.6 trang 80 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.7 trang 80 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.8 trang 80 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.9 trang 81 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.10 trang 81 SBT Vật lý 10
Bài tập 33.11 trang 81 SBT Vật lý 10
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 1,5 J. Khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm với một lực có độ lớn là 20 N. Tính độ biến thiên nội năng của khí.
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 .
Người ta cung cấp cho khí trong xi lanh một nhiệt lượng 1J . Khí nở đẩy pit tông đi được một đoạn đường 3cm với một lực có độ lớn 4N. Tính độ biến thiên nội năng của khí?
Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng ?
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 lên 0,5 m3. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và coi áp suất là không đổi trong quá trình khí thực hiện công.
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 xilanh là 20 N. Nhiệt lượng đã cung cấp cho chất khí là
Hiệu suất của một động cơ nhiệt là 40%, nhiệt lượng nguồn nóng cung cấp là 800J. Công mà động cơ nhiệt thực hiện là
Một động cơ nhiệt nhận từ nguồn nóng một nhiệt lượng 1200J và truyền cho nguồn lạnh một nhiệt lượng 900J. Hiệu suất của động cơ là
Trong một chu trình của động cơ nhiệt lí tưởng, chất khí thực hiện một công bằng 2.103 J và truyền cho nguồn lạnh một nhiệt lượng bằng 6.103 J. Hiệu suất của động cơ đó bằng
Phát biểu nào sau đây phù hợp với nguyên lí II nhiệt động lực học ?
Hình 33.1 biểu diễn một quá trình biến đổi trạng thái của khí lí tưởng. Hỏi trong quá trình này Q, A và ΔU phải có giá trị như thế nào ?
A. ΔU > 0 ; Q = 0 ; A > 0.
B. ΔU = 0 ; Q > 0 ; A < 0.
C. ΔU = 0 ; Q < 0 ; A > 0.
D. ΔU < 0 ; Q > 0 ; A < 0.
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 nóng dãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển.
a) Nếu không khí nóng thực hiện một công có độ lớn là 4 000 J, thì nội năng của nó biến thiên một lượng bằng bao nhiêu ?
b) Giả sử không khí nhận thêm được nhiệt lượng 10 000 J và công thực hiện thêm được một lượng là 1 500 J. Hỏi nội năng của không khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu ?
Một bình nhiệt lượng kế bằng thép khối lượng 0,1 kg chứa 0,5 kg nước ở nhiệt độ 15°C. Người ta thả một miếng chì và một miếng nhôm có tổng khối lượng 0,15 kg và nhiệt độ 100°C vào nhiệt lượng kế. Kết quả là nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế tăng lên đến 17°C. Xác định khối lượng của miếng chì và miếng nhôm.
Cho biết nhiệt dung riêng của chì là 127,7 J/(kg.K), của nhôm là 836 J/(kg.K), của sắt là 460 J/(kg.K), của nước là 1 280 J/(kg.K). Bỏ qua sự mất mát nhiệt ra bên ngoài.
Một viên đạn bằng đồng bay với vận tốc 500 m/s tới xuyên qua một tấm gỗ. Khi vừa ra khỏi tấm gỗ, vận tốc của viên đạn là 300 m/s. Hỏi nhiệt độ của viên đạn tăng lên bao nhiêu khi nó bay ra khỏi tấm gỗ.
Biết nhiệt dung riêng của đồng là 386 J/(kg.K). Coi toàn bộ cơ năng khi va chạm đều chuyển hoá thành nhiệt làm nóng viên đạn.
Một lượng khí lí tưởng chứa trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Các thông số trạng thái 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 0,006 m3.
a) Vẽ đường biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trong hệ toạ độ (p,V).
b) Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí.
c) Tính công của chất khí.
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 5 cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xilanh có độ lớn là 20 N.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *