Ôn tập chương VI: Cơ sở của nhiệt động lực học Vật lý 10 THPT Thanh Khê

Chia sẻ: Lê Thị Diễm Hương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

661
lượt xem 72
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo “Ôn tập chương VI: Cơ sở của nhiệt động lực học Vật lý 10 THPT Thanh Khê”. Đề cương cung cấp lý thuyết, bài tập trắc nghiệm và tự luận về Cơ sở của nhiệt động lực học sẽ giúp các bạn nắm chắc phần lý thuyết, làm nhanh các dạng bài tập tự luận, trắc nghiệm phần này một cách chính xác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ôn tập chương VI: Cơ sở của nhiệt động lực học Vật lý 10 THPT Thanh Khê

ÔN TẬP CHƯƠNG VI: CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÝ 10 THPT THANH KHÊ A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT I. Nội năng — Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vât U = f(T, V). — Nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ U = f(T) — Có 2 cách làm biến đổi nội năng của vật: Thực hiện công và truyền nhiệt. II. Nhiệt lượng 1. Công thức tính nhiệt lượng: Q = mcDt = mc(t2 - t1 ) v trong đó: Q: nhiệt lượng vật thu vào hay tỏa ra.(J) c: nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K) m: khối lượng của vật. Dt : độ biến thiên nhiệt độ t1: nhiệt độ ban đầu. t2: nhiệt độ lúc sau. Vật nhận nhiệt lượng: Dt = t2 - t1 Vật truyền nhiệt lượng: Dt = t1 - t2 2. Phương trình cân bằng nhiệt: Qthu + Qtỏa = 0 hay Q thu = Qtoa III. Công của chất khí khi dãn nở A = p(V2 - V1 ) = pDV (với p = hằng số) IV. Nguyên lý I của nhiệt động lực học 1. Biểu thức DU = Q + A — DU : Độ biến thiên nội năng của hệ. + DU > 0: nội năng tăng. + DU < 0: nội năng giảm. — Q là nhiệt lượng trao đổi giữa hệ và môi trường. — A: công do hệ thực hiện. v Quy ước dấu của Q và A. + Q > 0: hệ nhận nhiệt. + Q < 0: hệ truyền nhiệt (hệ tỏa nhiệt). + A > 0: hệ nhận công. + A < 0: hệ thực hiện công (hệ sinh công).
2. Nguyên lí I NĐLH trong các quá trình biến đổi trạng thái: Quá trình đẳng tích: ( DV = 0 Þ A = 0 ) Þ DU = Q Quá trình đẳng nhiệt: ( DU = 0) Þ Q = -A Quá trình đẳng áp: Q = A + DU Quá trình biến đổi theo 1 chu trình kín thì: DU =0 V. Hiệu suất của động cơ nhiệt: A Q1 - Q2 Q H= = = 1- 2 Q1 Q1 Q1 v Chú ý: Hiệu xuất của động cơ nhiệt lý tưởng T1 - T2 T H= = 1- 2 T1 T1
TRẮC NGHIỆM Câu 1: Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung ở cột bên phải để được một câu có nội dung đúng 1. nguyên lý I của NĐLH là a. nhiệt không thể tự truyền từ vật này sang vật khác 2. Q > 0 được 3. Q 0 c. DU = Q 5. A 0 B. DU = Q với Q > 0 C. DU = A với A < 0 D. DU = Q với Q
Câu 5: Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20 N. Tính độ biến thiên nội năng của khí : A. DU = 0,5 J B. DU = 2,5 J C. DU = - 0,5 J D. DU = -2,5 J Câu 6: Nguyên lí I nhiệt động lực học được diễn tả bởi công thức DU = Q + A với quy ước A. Q > 0 : hệ truyền nhiệt. B. A < 0 : hệ nhận công. C. Q < 0 : hệ nhận nhiệt. D. A > 0 : hệ nhận công. Câu 7: Chọn phát biểu đúng. A. Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được dùng làm tăng nội năng và thực hiện công. B. Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. C. Động cơ nhiệt chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. D. Nhiệt có thể tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng. Câu 8: Câu nào sau đây nói về nội năng là đúng A. Nội nănh là nhiệt lượng B. Nội năng của A lớn hơn nội năng của B thì nhiệt độ của A cũng lớn hơn nhiệt độ của 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 9: Nội năng của hệ sẽ như thế nào nếu hệ tỏa nhiệt và sinh công? A. Không đổi. B. Chưa đủ điều kiện để kết luận. C. Giảm. D. Tăng. Câu 10: Nội năng của hệ sẽ như thế nào nếu hệ nhận nhiệt và nhận công ? A. Không đổi. B. Chưa đủ điều kiện để kết luận. C. Giảm. D. Tăng. Câu 11: Định luật, nguyên lí vật lý nào cho phép giải thích hiện tượng chất khí nóng lên khi bị nén nhanh (ví dụ không khí bị nén trong chiếc bơm xe đạp)? A. Định luật bảo toàn cơ năng. B. Nguyên lí I nhiệt động lực học. C. Nguyên lí II nhiệt động lực học. D. Định luật bảo toàn động lượng. Câu 12: Trong quá trình chất khí truyền nhiệt và nhận công thì A và Q trong biểu thức DU = Q + A phải có giá trị nòa sau đây ? A. Q < 0, A > 0 B. Q < 0, A < 0 C. Q > 0, A > 0 D. Q > 0, A < 0 Câu 13: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì A và Q trong biểu thức DU = Q + A phải có giá trị nòa sau đây ? A. Q < 0, A > 0 B. Q > 0, A < 0 C. Q > 0, A > 0 D. Q < 0, A < 0. Câu 14: Trong các hệ thức sau, hệ thức nào biểu diễn cho quá trình nung nóng đẳng tích một lượng khí ? A. D U = 0 B. D U = Q C. D U = A + Q D. D U = A. Câu 15: 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 A. 33% B. 80% C. 65% D. 25% Câu 16: Trường hợp nào dưới đây làm biến đổi nội năng không do thực hiện công? Chọn câu trả lời đúng: A. Khuấy nước B. Đóng đinh C. Nung sắt trong lò D. Mài dao, kéo
Câu 17: Chọn phát biểu đúng. A. Độ biến thiên nội năng của một vật là độ biến thiên nhiệt độ của vật đó. B. Nội năng gọi là nhiệt lượng. C. Nội năng là phần năng lượng vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt. D. Có thể làm thay đổi nội năng của vật bằng cách thực hiện công. Câu 18: Trong các hệ thức sau, hệ thức nào biểu diễn cho quá trình nung nóng khí trong bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình ? A. D U = 0 B. D U = A + Q C. D U = Q D. D U = A Câu 19: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và nhận công thì A và Q trong biểu thức DU = Q + A phải có giá trị nòa sau đây ? A. Q > 0, A < 0 B. Q > 0, A > 0 C. Q < 0, A < 0 D. Q < 0, A > 0 Câu 20: Hệ thức DU = Q + A với A > 0, Q < 0 diễn tả cho quá trình nào của chất khí? A. Nhận công và tỏa nhiệt. B. Nhận nhiệt và sinh công. C. Tỏa nhiệt và nội năng giảm. D. Nhận công và nội năng giảm. Câu 21: Trường hợp nào dưới đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng? A. D U = Q ; Q > 0 B. D U = A + Q ; A > 0, Q > 0. C. D U = A ; A > 0 D. D U = A - Q ; A < 0, Q > 0. Câu 22: Nội năng của một vật là: A. tổng năng lượng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công. B. nhiệt lượng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt. C. tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. D. tổng động năng và thế năng của vật. Câu 23: Phát biểu nào sau đây phù hợp với nguyên lí II nhiệt động lực học ? A. Độ tăng nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. B. Động cơ nhiệt chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. C. Nhiệt lượng không thể truyền từ một vật sang vật nóng hơn. D. Nhiệt lượng truyền cho vật làm tăng nội năng của vật và biến thành công mà vật thực hiện được. Câu 24: Chọn phát biểu sai. A. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng. B. Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng. C. Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt. D. Nhiệt lượng không phải là nội năng.
Câu 25: 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 hoá thành các dạng năng lượng khác C. Nội năng là nhiệt lượng. D. Nội năng của một vật có thể tăng thêm hoặc giảm đi. Câu 26: Trong quá trình chất khí truyền nhiệt và sinh công thì A và Q trong biểu thức DU = Q + A phải có giá trị nào sau đây? A. Q < 0, A > 0 B. Q > 0, A < 0 C. Q > 0, A > 0 D. Q < 0, A < 0 Câu 27: Trong quá trình biến đổi đẳng tích thì hệ A. nhận công và nội năng tăng B. nhận nhiệt và nội năng tăng. C. nhận nhiệt và sinh công D. nhận công và truyền nhiệt. Câu 28: Khi nói về nội năng, điều nào sau đây là sai? A. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật. B. Có thể đo nội năng bằng nhiệt kế. C. Đơn vị của nội năng là Jun (J). D. Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng tương tác của các phần tử cấu tạo nên vật. Câu 29: Thực hiện công 100J để nén khí trong xylanh và khí truyền ra môi trường một nhiệt lượng 20J. Kết luận nào sau đây là đúng A. Nội năng của khí tăng 80J. B. Nội năng của khí tăng 120J. C. Nội năng của khí giảm 80J. D. Nội năng của khí giảm 120J. Câu 30: 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 A. 2kJ B. 320J C. 800J D. 480J Câu 31: Người ta thực hiện công 100J lên một khối khí và truyền cho khối khí một nhiệt lượng 40J. Độ biến thiên nội năng của khí là A. 60J và nội năng giảm B. 140J và nội năng tăng. C. 60J và nội năng tăng D. 140J và nội năng giảm. Câu 32: Chất khí trong xy lanh nhận nhiệt hay tỏa nhiệt một lượng là bao nhiêu nếu như thực hiện công 40J lên khối khí và nội năng khối khí tăng thêm 20J ? A. Khối khí tỏa nhiệt 20J B. Khối khí nhận nhiệt 20J C. Khối khí tỏa nhiệt 40J D. Khối khí nhận nhiệt 40J Câu 33: Một động cơ nhiệt thực hiện một công 400J khi nhận từ nguồn nóng một nhiệt lượng 1kJ. Hiệu suất của động cơ nhiệt là A. nhỏ hơn 25% B. 25% C. lớn hơm 40% D. 40% Câu 34: Người ta thực hiện một công 100J để nén khí trong xylanh. Biết rằng nội năng của khí tăng thêm 10J. Chọn kết luận đúng. A. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng là 110J B. Khí nhận nhiệt là 90J. C. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 110J. D. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 90J.
Câu 35: Chất khí trong xy lanh nhận nhiệt hay tỏa nhiệt một lượng là bao nhiêu nếu như thực hiện công 170J lên khối khí và nội năng khối khí tăng thêm 170J ? A. Khối khí nhận nhiệt 340J B. Khối khí nhận nhiệt 170J. C. Khối khí tỏa nhiệt 340J D. Khối khí không trao đổi nhiệt với môi trường. Câu 36: Trong quá trình đẳng tích, nội năng của khí giảm 10J. Chọn kết luận đúng. A. Khí nhận nhiệt 20J và sinh công 10J B. Khí truyền nhiệt 20J và nhận công 10J. C. Khí truyền sang môi trường xung quanh nhiệt lượng 10J D. Khí nhận nhiệt lượng là 10J. Câu 37: 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 A. lớn hơm 75% B. 75% C. 25% D. nhỏ hơn 25% Câu 38: Người ta thực hiện công 100J để nén khí trong một xylanh. Biết khí truyền sang môi trường xung quanh nhiệt lượng 20J. Độ biến thiên nội năng của khí là A. 80J B. 120J C. -80J D. -120J Câu 39: Nội năng của khối khí tăng 10J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 30J. Khi đó khối khí đã A. sinh công là 40J. B. nhận công là 20J. C. thực hiện công là 20J. D. nhận công là 40J. Câu 40: Người ta truyền cho khí trong xylanh nhiệt lượng 100J. Khí nở ra thực hiện công 70J đẩy píttông lên. Độ biến thiên nội năng của khí là A. -30J B. 170 C. 30J D. -170J. Câu 41: Nguyên lí I nhiệt động lực học được biểu diễn bằng công thức DU = Q + A . Quy ước nào sau đây là đúng A. A > 0 : hệ thực hiện công B. Q < 0 : hệ nhận nhiệt. C. A > 0 : hệ nhận công D. ΔU > 0 : nội năng của hệ giảm. Câu 42: Chọn câu trả lời đúng: Điền từ/cụm từ thích hợp vào chỗ trống: Toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hết thành công mà khí sinh ra trong quá trình ...... A. Đẳng áp B. Một chu trình. C. Đẳng nhiệt D. Đẳng tích Câu 43: Chọn câu trả lời đúng: Một lượng khí biến đổi, công sinh ra luôn luôn bằng nhiệt nhận được. Quá trình biến đổi đó là: A. Đẳng nhiệt B. Đẳng tích. C. Thuận nghịch D. Đẳng áp Câu 44: Chọn câu trả lời đúng: Trong quá trình biến đổi đẳng áp: A. Độ biến thiên nội năng của hệ bằng hiệu nhiệt lượng truyền cho hệ và công mà hệ thực hiện. B. Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng nhiệt lượng truyền cho hệ và công mà hệ thực hiện. C. Nội năng của hệ không thay đổi. D. Nhiệt lượng truyền cho hệ bằng công mà hệ thực hiện. Câu 45: Chọn câu trả lời đúng: Điền từ/cụm từ thích hợp vào chỗ trống: “Toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ dùng để làm tăng nội năng của khí ứng với quá trình ......” A. Một chu trình B. Đẳng nhiệt C. Đẳng tích D. Đẳng áp. Câu 46: Chọn câu trả lời đúng: Biểu thức ΔU = Q diễn tả quá trình nào sau đây? A. Quá trình đẳng áp. B. Quá trình đoạn nhiệt. C. Quá trình đẳng tích. D. Quá trình đẳng nhiệt.
BÀI TẬP TỰ LUẬN NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG Bài 1: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt độ 8,4oC. Người ta thả một miếng kim loại có khối lượng 192g đã đun nóng tới nhiệt độ 100oC vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của miếng kim loại, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 21,5oC. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh và biết nhiệt dung riêng của đồng thau là 128J/kgK và của nước là 4180J/kgK. Bài 2: Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có chứa nước, khối lượng tổng cộng là 1kg ở 250C. Cho vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồng có khối lượng 0,5kg ở 1000C. Nhiệt độ khi cân bằng là 300C. Tìm khối lượng của nhiệt lượng kế và nước. Cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là: C1 = 880J/kg.độ; C2 = 4200J/kg.độ; C3 = 380J/kg.độ. Bài 3: Vật A có khối lượng 0,1kg ở nhiệt độ 1000C được bỏ vào nhiệt lượng kế. Nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 0,1kg chứa 0,2kg nước ban đầu ở nhiệt độ 200C. Nhiệt độ của hệ khi có sự cân bằng nhiệt là 240C. Tính nhiệt dung riêng c của vật A. Biết nhiệt dung riêng của đồng thau và của nước là: c2 = 3,8.102J/kg.độ, c3=4,2.102J/kg.độ Bài 4: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105kg được đun nóng tới 1420C vào một cốc đựng nước ở 200C, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 420C. Tính khối lượng của nước trong cốc, biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K. Bài 5: Một cốc nhôm có khối lượng 120g chứa 400g nước ở nhiệt độ 24oC. Người ta thả vào cốc nước một thìa đồng khối lượng 80g ở nhiệt độ 100oC. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/Kg.K, của đồng là 380 J/Kg.K và của nước là 4,19.103 J/Kg.K. CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 6: Một hệ chất khí chịu tác dụng của bên ngoài thực hiện hai quá trình khác nhau: a. Ngoại lực tác dụng công 150J lên hệ, truyền nhiệt lượng 50J cho hệ. b. Hệ thực hiện công 100J và nhận nhiệt lượng 60J. Tính độ biến thiên nội năng của hệ trong từng quá trình? Bài 7: Một khối khí có áp suất p = 100N/m2 thể tích V1 = 2m3 nhiệt độ t1 = 270C được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 870C. Tính công của khí thực hiện được? Bài 8: Một lượng khí ở áp suất 2.104 N/m2 có thể tích 6 lít. Được đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích 8 lít. a.Công do khí thực hiện là bao nhiêu? b. Hãy tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết khi đun nóng khí nhận được nhiệt lượng 100 J Bài 9: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2.105N/m2 được nung nóng đẳng áp từ 30oC đến 1500C. Tính công do khí thực hiện trong quá trình trên. Bài 10: Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện công 2kJ. a. Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng mà nó truyền cho nguồn lạnh. b. Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất động cơ đạt 25%? Bài 11: Một khối khí có áp suất p = 100N/m2 thể tích V1 = 4m3, nhiệt độ t1 = 270C được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 870C. Tính công do khí thực hiện.
Bài 12: Một lượng khí lí tưởng biến đổi theo 3 quá trình biểu diễn ở hình bên. Điền những con số vào chỗ trống trong bảng sau đây: P 1 Q A DU (1) ® (2) -45J 2 (2) ® (3) -180J -230J 3 T (3) ® (1) 150J Chương 6. Cơ sở của nhiệt động lực học. 1. Nội năng. Độ biến thiên nội năng. Bài 1: Một nhiệt kế bằng thép có khối lượng 1 kg chứa 500 g nước ở nhiệt độ 30oC. Người ta cung cấp cho bình một nhiệt lượng 128 kJ, nhiệt độ tăng đến 80oC. Tìm nhiệt dung riêng của thép. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,19.103 J/(kg.K). Bài 2: Một ấm nước bằng nhôm khối lượng 500 g chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 25oC. Người ta đun nước sôi ở 100oC. Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nước. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/(kg.K), của nước là 4,19.103 J/(kg.K). Bài 3: Muốn có nước ở nhiệt độ 30oC người ta lấy 5 kg nước sôi ở nhiệt độ 100oC trộn với nước để nguội ở nhiệt độ 20oC. Xác định lượng nước để nguội cần dùng. Bài 4: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta lấy một miếng kim loại khối lượng 400 g được nung nóng tới 100oC thả vào trong nhiệt lượng kế chứa 0,5 kg nước ở nhiệt độ 13oC. Nhiệt độ cuối cùng trong nhiệt lượng kế là 20oC. Xác định nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Nhiệt dung riêng của nước là 4,19.103 J/(kg.K). Bài 5: Để xác định nhiệt độ của một cái lò, người ta đốt trong lò một cục sắt khối lượng 500 g rồi thả nhanh vào trong bình chứa 4 kg nước ở nhiệt độ 18oC. Nhiệt độ cuối cùng trong bình là 28oC. Xác định nhiệt độ của lò. Bỏ qua trao đổi nhiệt với vỏ bình. Nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/(kg.K), của nước là 4,2.103 J/(kg.K). Bài 6: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 600 g ở nhiệt độ 100oC vào 2,5 kg nước. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30oC. Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu độ, nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình chứa nước và môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nước là 4,2.103 J/(kg.K), của đồng là 380 J/(kg.K). Bài 7: Đổ 738 g nước ở nhiệt độ 15oC vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100 g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200 g ở nhiệt độ 100oC. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 17oC. Tính nhiệt dung riêng của đồng, lấy nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/(kg.K). Bài 8: Một cốc nhôm khối lượng 250 g chứa 400 g nước ở nhiệt độ 25oC. Người ta thả vào cốc nước một chiếc thìa đồng khối lượng 100 g vừa rút khỏi nồi nước sôi ở 100oC. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/(kg.K), của nước là 4,19.103 J/(kg.K), của đồng là 380 J/(kg.K).
Bài 9: Một thỏi đồng 450 g được nung nóng đến 230oC rồi thả vào trong một chậu nhôm khối lượng 200 g chứa nước cùng nhiệt độ 25oC. Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của chậu nhôm là 30oC. Tính khối lượng của nước trong chậu. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/(kg.K), của nước là 4,19.103 J/(kg.K), của đồng là 380 J/(kg.K). Bài 10: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 1 kg ở nhiệt độ 100oC vào một thùng sắt khối lượng 500 g chứa 2 kg nước ở nhiệt độ 20oC. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là bao nhiêu độ. Nhiệt dung riêng của sắt là 0,46.103 J/(kg.K), của nước là 4,2.103 J/(kg.K), của đồng là 0,38.103 J/(kg.K). Bài 11: Bỏ một vật rắn khối lượng 100 g ở nhiệt độ 100oC vào 500 g nước ở 15oC thì nhiệt độ sau cùng của vật là 16oC. Thay nước bằng 800 g chất lỏng khác ở nhiệt độ 10oC thì nhiệt độ sau cùng là 13oC. Tìm nhiệt dung riêng của vật rắn và chất lỏng. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/(kg.K). Bài 12: Một hỗn hợp gồm ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau có khối lượng lần lượt là m1=1 kg, m2=2 kg và m3=3 kg. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt độ của chúng lần lượt là C1=2.103 J/(kg.K), t1=10oC ; C2=4.103 J/(kg.K), t2=10oC ; C3=3.103 J/(kg.K), t3=50oC. a) Tính nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt. b) Nhiệt độ để làm nóng hỗn hợp từ điều kiện cân bằng nhiệt lên 30oC. Bài 13: *Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 100 g chứa 400 g nước ở nhiệt độ 10oC vào. Người ta thả vào đó một miếng hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng 200 g được nung nóng ở nhiệt độ 120oC. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 14oC. Tính khối lượng của nhôm và thiếc trong hợp kim. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 0,9.103 J/(kg.K), của nước là 4,2.103 J/(kg.K), của thiếc là 230 J/(kg.K). Bài 14: *Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa 2 kg nước ở nhiệt độ 20oC, bình 2 chứa 4 kg nước ở nhiệt độ 60oC. Người ta rót một lượng nước từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt, người ta lại rót một lượng nước như trước từ bình 2 sang bình 1. Nhiệt độ cân bằng của bình 1 lúc này là 21,95oC. a) Tính lượng nước đã được rót mỗi lần và nhiệt độ cân bằng của bình 2 trong lần rót đầu tiên. b) Nếu tiếp tục thực hiện như trên lần thứ hai, tính nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình. 2. Nguyên lý nhiệt động lực học. Bài 1: Người ta thực hiện một công 600 J để nén khí đựng trong xilanh. Nội năng của khí tăng 200 J. Tính nhiệt lượng khí truyền cho môi trường xung quanh. Bài 2: Người ta truyền cho khí một công 200 J để nén khí đựng trong xilanh. Hỏi nội năng của khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu? Nếu khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 80 J. Bài 3: Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 103 J. Khí nở ra thực hiện công 570 J đẩy pittông lên. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Bài 4: Trong một quá trình, công của khối khí nhận được 100 J và nhiệt lượng khối khí nhận là 200 J. Độ biến thiên nội năng của khối khí là bao nhiêu? Bài 5: Người ta truyền cho khí trong xilanh lạnh nhiệt lượng 110 J. Chất khí nở ra thực hiện một công 75 J đẩy pittông lên. Nội năng của khối khí biến thiên một lượng là bao nhiêu?
Bài 6: Người ta thực hiện một công 1000 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên của khí, biết khí truyền trong môi trường xung quanh nhiệt lượng 400 J. Bài 7: Một khối khí có áp suất 1 atm, thể tích 12 lít và ở nhiệt độ 27oC được đun nóng đẳng áp đến nhiệt độ 77oC. Công của khí thực hiện là bao nhiêu? Bài 8: Một khối khí có thể tích 3 lít, ở áp suất 2.105 Pa, nhiệt độ 27oC được đun nóng đẳng tích đến nhiệt độ 327oC và sau đó giãn nở đẳng áp. Nhiệt độ cuối cùng của khí là 627oC. Tính công mà khí thực hiện biến đổi trên là bao nhiêu? Bài 9: Một khối khí có thể tích 3 lít, ở áp suất 5.105 Pa, nhiệt độ 27oC được đun nóng đẳng tích để nhiệt độ tăng 20oC rồi giãn nở đẳng áp. Khi giãn nở, nhiệt độ khí tăng thêm 30oC. Tính công mà khí thực hiện được. Bài 10: Một khối khí có áp suất 3.105 Pa có thể tích 8 lít. Sau khi đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích 10 lít. a) Tính công của khí thực hiện được? b) Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết trong khí đun nóng khi nhận được nhiệt lượng 1000 J. Bài 11: Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí trong một xilanh đặt nằm ngang. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20 N. Tính độ biên thiên nội năng của khí? Bài 12: Khí khi bị nung nóng đã tăng thể tích 0,02 m3 và nội năng biến thiên 1280 J. Nhiệt lượng đã truyền cho khí là bao nhiêu? Biết quá trình là đẳng áp ở áp suất 2.105 Pa. Bài 13: Thể tích một lượng khí khi bị nung nóng tăng từ 20 dm3 đến 40 dm3, còn nội năng tăng một lượng 4,28 kJ, cho quá trình này là đẳng áp ở áp suất 1,5.105 Pa. Nhiệt lượng truyền cho khí là bao nhiêu ? Bài 14: Khi truyền nhiệt lượng 106 J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit tông lên làm thể tích của khí tăng thêm 0,6 m3. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.105 Pa và coi áp suất không đổi trong quá trình thực hiện công. Bài 15: Khi truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pittông lên làm thể tích của khí tăng thêm 0,25 m3. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 5.106 Pa và coi áp suất không đổi trong quá trình thực hiện công. Bài 16: *Có 8 g khí Hydro ở nhiệt độ 27oC, sau khi được hơ nóng đẳng áp, thể tích khí tăng lên gấp đôi. Tính: a) Công do khí thực hiện được. b) Nhiệt lượng truyền cho khí biết nhiệt dung riêng của Hydro là 14,3 J/(kg.K). c) Độ biến thiên nội năng của khối khí. Bài 17: *Có 160 g khí Oxi chứa trong xilanh ở nhiệt độ 27oC, sau khi được hơ nóng đẳng áp, khối khí có nhiệt độ 127oC. Tính: a) Công do khí thực hiện được. b) Nhiệt lượng truyền cho khí biết nhiệt dung riêng của Oxi là 23 J/(kg.K).
c) Độ biến thiên nội năng của khối khí. Bài 18: *Lấy 2,5 mol khí lý tưởng ở nhiệt độ 300oK nung nóng đẳng áp cho đến khi thể tích của nó tăng gấp 1,5 lần ban đầu. Nhiệt lượng cung cấp cho khí trong quá trình này là 11,04 kJ. Công mà khí thực hiện được và độ tăng nội năng của khí là bao nhiêu? Bài 19: *Một xilanh tiết diện 20 cm2 được đặt thẳng đứng và chứa khí. Pittông của xilanh có trọng lượng 20 N, chuyển động không ma sát đối với xilanh. Thể tích và nhiệt độ ban đầu của khí trong xilanh là 1,12 lít và nhiệt độ 0oC. Phải cung cấp cho khí một nhiệt lượng bao nhiêu để nhiệt độ khí tăng lên 20oC trong khi áp suất của khí không đổi. Biết khi thể tích khí không đổi muốn nâng nhiệt độ của khí lên 1oC cân nhiệt lượng 5 J. Xem áp suất khí quyển là 105 Pa. Bài tập Trắc nghiệm. Câu 1: Nội năng của một hệ phụ thuộc vào: A. Áp suất và thể tích của hệ. B. Áp suất và nhiệt độ của hệ. C. Thể tích và nhiệt độ của hệ. D. Áp suất, nhiệt độ và thể tích của hệ. Câu 2: Phát biểu nào sau đây về nội năng là không đúng? A. Nội năng là nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt. B. Nội năng của một vật có thể tăng hoặc giảm. C. Nội năng của khí lý tưởng phụ thuộc vào thể tích. D. Nội năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. Câu 3: Trong quá trình đẳng áp thì: A. Phần nhiệt lượng khí nhận được dùng để tăng nội năng chất khí. B. Phần nhiệt lượng khí nhận được chuyển hóa thành công do khí sinh ra. C. Một phần nhiệt lượng mà khí nhận được dùng để làm giảm nội năng của chất khí, phần còn lại chuyển hóa thành công do khí sinh ra. D. Một phần nhiệt lượng mà khí nhận được dùng để làm tăng nội năng của chất khí, phần còn lại chuyển hóa thành công do khí sinh ra. Câu 4: Trong quá trình đẳng nhiệt thì: A. Một phần nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hóa thành công do khí sinh ra. B. Nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hóa thành công do khí sinh ra. C. Nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hóa thành nội năng của khí. D. Nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hóa thành công do khí sinh ra và tăng nội năng chất khí. Câu 5: Trong quá trình đẳng tích thì: A. Độ biến thiên nội năng bằng công do khí sinh ra. B. Nhiệt lượng mà khí nhận vào bằng công do khí sinh ra.
C. Nội năng của chất khí không thay đổi. D. Độ biến thiên nội năng bằng nhiệt lượng khí nhận vào. Câu 6: Chất khí thực hiện công khi: A. Nhiệt lượng khí nhận được lớn hoặc nhỏ hơn độ biến thiên nội năng. B. Nhiệt lượng khí nhận được bằng độ biến thiên nội năng. C. Nhiệt lượng khí nhận được lớn hơn độ biến thiên nội năng. D. Nhiệt lượng khí nhận được nhỏ hơn độ biến thiên nội năng. Câu 7: Người ta thực hiện công 200 J nén một lượng khí trong xilanh. Nhiệt lượng truyền ra ngoài môi trường là 100 J. Độ biến thiên nội năng của khí là: A. 300 J. B. 200 J. C. 100 J. D. 50 J. Câu 8: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về nội năng. A. Nội năng là một dạng năng lượng nên có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. B. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật. C. Nội năng chính là nhiệt lượng của vật. D. Nội năng của vật có thể tăng lên hoặc giảm xuống. Câu 9: Biểu thức nào diễn tả đúng quá trình chất khí vừa nhận nhiệt vừa nhận công. A. ∆U=Q+A với Q>0; A0. C. ∆U=Q+A với Q0. D. ∆U=Q+A với Q>0; A>0. Câu 10: Dựa vào đồ thị hình bên cho biết giả thuyết nào áp dụng hệ thức nguyên lí I Nhiệt Động Lực Học có dạng ∆U=Q. A. Quá trình 1→2. B. Quá trình 2→3. C. Quá trình 3→4. D. Quá trình 4→1. Câu 11: Hệ thức nào sau đây phù hợp với quá trình nén khí đẳng nhiệt? A. ∆U=Q+A với ∆U>0 ; Q=0, A>0. B. Q+A=0 với A0. D. ∆U=A+Q với A>0 và Q
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 14: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì: A. Q < 0 và A > 0. B. Q > 0 và A> 0. C. Q > 0 và A < 0. D. Q < 0 và A < 0. Câu 15: 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 Câu 16: 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. Câu 17: 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. Câu 18: Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng? A. DU = Q với Q >0. B. DU = Q + A với A > 0. C. DU = Q + A với A < 0. D. DU = Q với Q < 0. Câu 19: Biết nhiệt dung của nước xấp xỉ là 4,18.103 J/(kg.K). Nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg nước ở 20oC sôi là: A. 8.104 J. B. 10. 104 J. C. 33,44. 104 J. D. 32.103 J. Câu 20: Nhiệt lượng cần cung cấp cho 0,5 kg nước ở 0oC đến khi nó sôi là bao nhiêu? Nếu biết nhiệt dung của nước là xấp xỉ 4,18.103J/(kg.K). A. 2,09.105J. B. 3.105J. C. 4,18.105J. D. 5.105J. Câu 21: Thể tích một lượng khí khi bị nung nóng tăng từ 20 dm3 đến 40 dm3, còn nội năng tăng một lượng 4,28 kJ, cho quá trình này là đẳng áp ở áp suất 1,5.105 Pa. Nhiệt lượng truyền cho khí là bao nhiêu ? A. 1280 J. B. 3004,28 J. C. 7280 J. D. –1280 J.
Câu 22: Công có ích được chất khí thực hiện trong một chu trình nhiệt động được diễn tả theo đồ thị bên bằng: A. 2.105 J. B. 4.105 J. C. 6.105 J. D. 9.105 J. Câu 23: Khí khi bị nung nóng đã tăng thể tích 0,02 m3 và nội năng biến thiên 1280 J.Nhiệt lượng đã truyền cho khí là bao nhiêu? Biết quá trình là đẳng áp ở áp suất 2.105 Pa. A. 2720 J. B. 5280 J. C. 4000 J. D. Một đáp án Khác. Câu 24: Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 2 J. Khí nở ra đẩy pit–tông đi một đoạn 5cm với một lực có độ lớn là 20 N. Độ biến thiên nội năng của khí là: A. 1 J. B. 0,5 J. C. 1,5 J. D. 2 J. Câu 25: Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh. Biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J độ biến thiên nội năng của khí là: A. 80 J. B. 100 J. C. 120 J. D. 20 J. Câu 26: Người ta lấy đi cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nén lại thực hiện công 70 J đẩy pittông xuống. Độ biến thiên nội năng của khí là: A. –170 J. B. 30 J. C. 40 J. D. 50 J. Câu 27: Người ta truyền cho khí trong xilanh một nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện một công 70 J đẩy pittông đi lên. Tính độ biến thiên nội năng của khí: A. 30 J. B. 100 J. C. 170 J. D. 70 J. Câu 28: Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 200 C. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 750C. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài, nhiệt dụng 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). Nhiệt độ của nước khi bắt đầu cân bằng là: A. 10oC. B. 15oC. C. 20oC. D. 25oC. Câu 29: Một nhiệt kế bằng đồng có khối lượng 1,25 kg chứa 600 g nước ở nhiệt độ 30oC. Người ta cung cấp cho bình một nhiệt lượng 120 kJ, nhiệt độ tăng đến 70oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,19.103 J/(kg.K). Nhiệt dung riêng của đồng là: A. 388,8 J/(kg.K). B. 382,8 J/(kg.K). C. 338,8 J/(kg.K). D. 838,8 J/(kg.K). Câu 30: Muốn có nước ở nhiệt độ 30oC người ta lấy 1 kg nước sôi ở nhiệt độ 100oC trộn với nước để nguội ở nhiệt độ 10oC. Lượng nước để nguội cần dùng là: A. 3 kg. B. 3,5 kg. C. 4 kg. D. 4,5 kg.
Câu 31: Một ấm nước bằng nhôm khối lượng 650 g chứa 1,5 lít nước ở nhiệt độ 24oC. Người ta đun nước sôi ở 100oC. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/(kg.K), của nước là 4,19.103 J/(kg.K). Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nước. A. 512,13 kJ. B. 479,98 kJ. C. 521,13 kJ. D. 479,89 kJ. Câu 32: Khí khi bị nung nóng đã tăng thể tích 0,24 m3 và nội năng biến thiên 3280 J. Biết quá trình là đẳng áp ở áp suất 3.105 Pa. a) Công do khí thực hiện là: A. 72 kJ. B. 73 kJ. C. 74 kJ. D. 75 kJ. b) Nhiệt lượng đã truyền cho khí là: A. 75250 J. B. 75280 J. C. 75380 J. D. 75280 kJ. Câu 33: Truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xilanh hình trụ, khí nở ra đẩy pittông chuyển động làm thể tích của khí tăng thêm 0,5m3. Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và coi áp suất này không đổi trong qúa trình khí thực hiện công. Độ biến thiên nội năng của khí là: A. 106 J. B. 2.106 J. C. 3.106 J. D. 4.106 J. Câu 34: Người ta cung cấp một nhiệt lượng 5 J cho chất khí trong một xilanh đặt thẳng đứng. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20 N và khối lượng pittông là 30 N. Độ biên thiên nội năng của khí là: A. 2 J. B. 2,5 J. C. 3 J. D. 4 J.