Chương 6: Cơ Sở Của Nhiệt Động Lực Học

Phát biểu định nghĩa nội năng.

Nội năng của một lượng khí lí tưởng có phụ thuộc vào thể tích khí không ? Tại sao?

Nhiệt lượng là gì ? Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay đổi. Nêu đơn vị của các đại lượng trong công thức.

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.

Câu nào sau đây nói về nội năng là không đúng ?

A. Nội năng là một dạng năng lượng.

B. Nội năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

C. Nội năng là nhiệt lượng.

D. Nội năng của một vật có thể tăng lên, giảm đi.

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.

Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 20⁰C. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung  nóng tới 75^oC. 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 896 J/(kg.K) ; của nước là 4,18.10³ J/(kg.K), của sắt là 0,46 J/(kg.K).

Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4^oC. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100^oC vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại biết rằng nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5^oC. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.10³ J(kg.K).

Phát biểu và viết hệ thức của nguyên lí I NĐLH, nêu tên đơn vị, quy ước dấu của các đại lượng trong hệ thức.

Phát biểu nguyên lí II NĐLH.

Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả đúng quá trình nung nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình.

A. \(\Delta U = A\) ;                                 B. \(\Delta U = Q + A\) ;

C. \(\Delta U = 0\) ;                                 D.\(\Delta U = Q\) .

Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức ∆U = 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.

Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng ?

A. \(\Delta U = Q\) với Q > 0 ;

B. \(\Delta U = Q + A\) với A > 0 ;

C. \(\Delta U = Q + A\) với A < 0 ;

D. \(\Delta U = Q\) với Q < 0.

Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xi-lanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J.

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 .

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.

Nhiệt độ của vật giảm là do các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật

A. ngừng chuyển động.

B. nhận thêm động năng.

C. chuyển động chậm đi

D. va chạm vào nhau.

Nhiệt độ của vật không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây ?

A. Khối lượng của vật.

B. Vận tốc của các phân tử cấu tạo nên vật.

C. Khối lượng của từng phân tử cấu tạo nên vật.

D. Cả ba yếu tố trên.

Câu nào sau đây nói về nội năng là đúng?

A. Nội năng là nhiệt lượng.

B. Nội năng của vật A lớn hơn nội năng của vật B thì nhiệt độ của vật cũng lớn hơn nhiệt độ của vật B.

C. Nội năng của vật chỉ thay đổi trong quá trình truyền nhiệt, không thay đổi trong quá trình thực hiện công.

D. Nội năng là một dạng năng lượng.

Câu nào sau đây nói về truyền nhiệt và thực hiện công là không đúng ?

A. Thực hiện công là quá trình có thể làm thay đổi nội năng của vật.

B. Trong thực hiện công có sự chuyển hoá từ nội năng thành cơ năng và ngược lại.

C. Trong truyền nhiệt có sự truyền động năng từ phân tử này sang phân tử khác.

D. Trong truyền nhiệt có sự chuyển hoá từ cơ năng sang nội năng và ngược lại.

Người ta thực hiện một công 60 kJ để nén đẳng nhiệt một lượng khí. Độ biến thiên nội năng và nhiệt lượng do khí tỏa ra là: 

A. ΔU=−60kJ; Q=0

B. ΔU=60kJ; Q=0

C. ΔU=0; Q=60kJ

D. ΔU=0; Q=−60kJ

Chất khí không thực hiện công trong quá trình nào của đường biểu diễn vẽ ở hình 32.1.

A. 1→2

B. 4→1

C. 3→4

D. 2→3

Tại sao nội năng của vật ở trạng thái rắn thì phụ thuộc vào thể tích và nhiệt độ của vật, còn ở trạng thái khí lí tưởng thì chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào thể tích ?

Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50 g ở nhiệt độ 136°C vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần để làm cho vật nóng thêm lên 1°C) là 50 J/K chứa 100 g nước ở 14°C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt trong nhiệt lượng kế là 18°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của kẽm là 337 J/(kg.K), của chì là 126 J/(kg.K), của nước là 4180 J/(kg.K).

Một quả bóng khối lượng 100 g rơi từ độ cao 10 m xuống sân và nảy lên được 7 m. Tại sao bóng không nảy lên được tới độ cao ban đầu? Tính độ biến thiên nội năng của quả bóng, mặt sân và không khí. 

Người ta cung cấp cho chất khí đựng trong xilanh một nhiệt lượng 100 J. Chất khí nở ra đẩy pittong lên và thực hiện một công là 70J. Hỏi nội năng của khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu?

Để xác định nhiệt độ của một cái lò, người ta đưa vào lò một miếng sắt khối lượng 22,3 g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào một nhiệt lượng kế chứa 450 g nước ở nhiệt độ 15⁰C. Nhiệt độ của nược tăng lên tới 22,5⁰C

a) Xác định nhiệt độ của lò. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/(kg.K), của nước là 4180 J/(kg.K)

b) Trong câu trên người ta đã bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế. Thực ra nhiệt lượng kế có khối lượng là 200 g và làm bằng chất có nhiệt dung riêng là 418 J/(kg.K). Hỏi nhiệt độ xác định ở câu trên sai bao nhiêu phần trăm so với nhiệt độ của lò?

Công thức nào sau đây mô tả đúng nguyên lí I của nhiệt động lực học?

A. ΔU = A - Q.                  B. ΔU = Q-A.

C. A = ΔU - Q.                  D. ΔU = A + Q.

Quy ước về dấu nào sau đây phù hợp với công thức AU = A + Q của nguyên lí I nhiệt động lực học?

A. Vật nhận công : A < 0 ; vật nhận nhiệt: Q < 0.

B. Vật nhận công : A > 0 ; vật nhận nhiệt: Q > 0.

C. Vật thực hiện công : A < 0 ; vật truyền nhiệt: Q > 0.

D. Vật thực hiện công : A > 0 ; vật truyền nhiệt: Q < 0.

Với quy ước dấu đúng trong câu trên thì công thức nào sau đây mô tả không đúng quá trình truyền nhiệt giữa các vật trong hệ cô lập ?

A. Q_thu = Q_toả

B. Q_thu + Q_toả = 0

C. Q_thu = - Q_toả 

D. |Q_thu| = |Q_toả|

Nếu thực hiện công 676 J để nén đẳng nhiệt một lượng khí thì độ biến thiên nội năng của khí và nhiệt lượng khí toả ra trong quá trình này là :

A. ΔU = 676 J ; Q’ = 0.

B. ΔU = 0 ; Q' = 676 J.

C. ΔU = 0 ; Q’ = -676 J.

D. ΔU = -676 J ; Q' = 0.

Ta có ΔU = Q - A, với ΔU là độ tăng nội năng, Q là nhiệt lượng hệ nhận được, -A là công hệ thực hiện được. Hỏi khi hệ thực hiện một quá trình đẳng áp thì điều nào sau đây là đúng ?

A. Q phải bằng 0.

B. A phải bằng 0.

C. ΔU phải bằng 0.

D. Cả Q, A và ΔU đều phải khác 0.

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.