Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ
VÀ CÁC EM!!!
1
Người soạn: Ngô Thị Toán
Tiết 61: BÀI TẬP
A. LÍ THUYẾT
Nội năng và sự biến thiên nội năg
- Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Kí hiệu:U
- Độ biến thiên nội năng của một vật là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong một quá trình.
- Đặc điểm * Đơn vị nội năng: Jun(J)
* Nội năng của vật: U = f(T, V)
* Đối với khí lí tưởng: U = f(T)
- Có hai cách làm thay đổi nội năng: thực hiện công và truyền nhiệt.
Các nguyên lí của nhiệt động lực học
- Nguyên lí 1 NĐLH : Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
-Nguyên lí II NĐLH
+ Cách phát biểu của Clau-di-út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
+Cách phát biểu của Các-Nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
17 March 2019
Bài tập các nguyên lí nhiệt động lực học
3
17 March 2019
Bài tập các nguyên lí nhiệt động lực học
4
B. Các dạng bài tập
Dạng 1: Tính toán các đại lượng liên quan đến công, nhiệt lượng và độ biến thiên nội năng
- Áp dụng nguyên lý I:
+ Nhiệt lượng:
+ PT cân bằng nhiệt: |Q tỏa|=| Q thu|
m1c1∆ttỏa = m2c2∆tthu
+ Công : A=F.h
- Quy ước về dấu:
∆U = A + Q
Q = mc∆t
∆U > 0: Nội năng của vật tăng; ∆U < 0: Nội năng của vật giảm;
Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng; Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng;
A > 0: Vật nhận công; A < 0: Vật thực hiện công.
Chú ý: Đối với khí lí tưởng U=f (T)
Công giãn nở của khí thực hiện : A=p(V2 – V2)=p.
+ Quá trình đẳng tích: = Q
+ Quá trình đẳng nhiệt: = 0
+ Quá trình đẳng áp : =A+Q
17 March 2019
Bài tập các nguyên lí nhiệt động lực học
5
∆V
∆U
∆U
∆U
 
17 March 2019
Bài tập các nguyên lí nhiệt động lực học
6
Bài 1: Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J?
Bài 2: Khi truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pittong lên làm thể tích của khí tăng thêm 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 này không đổi trong quá trình khí thực hiện công.
1. CT tính nhiệt lượng:
Q = mc∆t

2. PT cân bằng nhiệt:
Q tỏa= Q thu
m1c1∆ttỏa = m2c2∆tthu

3. Biểu thức NL I NĐLH:
∆U = A + Q

4. CT tính hiệu suất của ĐCN:





VẬN DỤNG
1. CT tính nhiệt lượng:
Q = mc∆t

2. PT cân bằng nhiệt:
Q tỏa= Q thu
m1c1∆ttỏa = m2c2∆tthu

3. Biểu thức NL I NĐLH:
∆U = A + Q

4. CT tính hiệu suất của ĐCN:





Bài 3. Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 20oC. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 75oC. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 0,92.103 J/kg.K; của nước là 4,18.103 J/kg.K; của sắt là 0,46.103 J/kg.K.
B. Bài tập
Bài 4: Một động cơ nhiệt nhận nhiệt lượng từ nguồn nóng là 80 KJ. Tính hiệu suất làm việc của động cơ, và hiệu năng của máy làm lạnh. Biết nhiệt lượng truyền cho nguồn lạnh là 60 KJ.
1. CT tính nhiệt lượng:
Q = mc∆t

2. PT cân bằng nhiệt:
Q tỏa= Q thu
m1c1∆ttỏa = m2c2∆tthu

3. Biểu thức NL I NĐLH:
∆U = A + Q

4. CT tính hiệu suất của ĐCN:





10
20
20
20
19
19
17
16
18
20
14
15
13
11
12
10
9
8
5
6
7
2
3
4
17
16
14
15
13
11
12
10
9
8
18
6
7
1
11
Câu 1. Chọn đáp án đúng.
Nội năng của một vật là:
A. Tổng động năng và thế năng của vật.
B. Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
C. Tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công.
D. Nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt.
12
Câu 2. Nhiệt lượng được tính bởi công thức nào trong các công thức sau đây?
A. Q  mct .
B. Q  ct .
C. Q  mt
D. Q  mc .
13
Câu 3. Công thức nào sau đây là công thức tổng quát của nguyên lý một nhiệt động lực học?
A. U  A Q .
B. U  Q .
C. U  A .
D. A Q  0 .
14
Câu 4. Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức nguyên lí I NĐLH 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.
15
Câu 5. 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
16
Câu 6. Trong quá trình chất khí truyền nhiệt và nhận công thì Q và A trong hệ thức nguyên lí I NĐLH 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.
17
Câu 7. Người ta thực hiện công 100J để nén khí trong một xilanh. Biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20J độ biến thiên nội năng của khí là:
A. 80J. C. 120J.
B. 100J. D. 20J.
18
Câu 8. Câu nào sau đây nói về nội năng không đúng?
A. Nội năng là một dạng năng lượng.
B. Nội năng là nhiệt lượng.
C. Nội năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác.
D. Nội năng của một vật có thể tăng lên, hoặc giảm đi.
19
Câu 9. 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.
20
Câu 10. Biết nhiệt dung của nước xấp xỉ là 4180 J/(kg.K). Nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg nước ở 20 oC đến khi sôi là :
A. 8.104 J. C. 33,44. 104 J.
B. 10. 104 J. D. 32.103 J.

21
Câu 11. Câu nào sau đây nói về nhiệt lượng là không đúng?
A. Nhiệt lượng là số đo độ tăng nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt.
B. Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng.
C. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng.
D. Nhiệt lượng không phải là nội năng.
22
Câu 12. Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ giảm?
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.
23
Câu 13: Hình thức nào sau đây không phải là một hình thức làm thay đổi nội năng của vật bằng cách truyền nhiệt:
Cọ sát. C. Bức xạ nhiệt.
B. Đối lưu. D. Dẫn nhiệt.
24
Câu 14. Nhiệt lượng cần cung cấp cho 0,5 kg nước ở 0 0C đến khi nó sôi là bao nhiêu? Nếu biết nhiệt dung của nước là xấp xỉ 4180 J/(kg.K).
A. 2,09.105 J. C.4,18.105 J.
B. 3.105 J. D. 5.105 J.

25
Câu 15. Chuyển động nào dưới đây không cần đến sự biến đổi nhiệt lượng thành công:
A. Chuyển động của đèn kéo quân.
B. Sự bật lên của nắp ấm khi đang sôi.
C. Bè trôi theo dòng sông.
D. Sự bay lên của khí cầu nhờ đốt nóng khí bên trong khí cầu.
26
Câu 16. Một động cơ nhiệt làm việc sau một thời gian thì tác nhân đã nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng Q1 = 1.5.106 J, truyền cho nguồn lạnh nhiệt lượng Q2 = 1.2.106 J. Hiệu suất của động cơ là:
A. 20%. C. 30%.
B. 25%. D. 35%.
27
Câu 17. Chọn câu đúng:
A. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nội năng thành công.
B. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi công thành nhiệt lượng.
C. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi công thành nội năng
D. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nhiệt lượng thành công.
28
Câu 18. Hiệu suất của một động cơ nhiệt là 40%, nhiệt lượng nguồng nóng cung cấp là 800J. công mà động cơ thực hiện là:
A. 2kJ. C. 800J.
B. 320J. D. 480J.

29
Câu 19. Chọn câu đúng:
A. Nội năng của khí lý tưởng bao gồm động năng chuyển động nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng, nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.
B. Nội năng của khí lý tưởng bao gồm động năng chuyển động nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng, nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ, thể tích và áp suất.
C. Nội năng của khí lý tưởng là thế năng tương tác giữa các phân tử khí, nội năng chỉ phụ thuộc vào thể tích của khí.
D. Nội năng của khí lý tưởng là động năng chuyển động nhiệt của các phân tử khí, nội năng này phụ thuộc vào nhiệt độ.
30
Câu 20. Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100J. Khí nở ra thực hiện công 60J đẩy pittông lên. Độ biến thiên nội năng của khí là:
A. 20J. C. 40J
B. 30J. D. 50J.


CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ
VÀ CÁC EM!!!