Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10

Nội Dung

Hướng dẫn giải Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học sgk Vật Lí 10. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 10, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

I – Nguyên lí I nhiệt động lực học

Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.

Ta có : ∆U = A + Q với quy ước về dấu của nhiệt lượng và công như sau:

Q > 0 : Vật nhận nhiệt lượng từ các vật khác.

Q < 0 : Vật truyền nhiệt lượng cho các vật khác.

A > 0 : Vật nhận công từ các vật khác.

A < 0 : Vật thực hiện công lên các vật khác.

II – Nguyên lí II nhiệt động lực học

– Cách phát biểu của Clau-đi-út: Nhiệt không thể 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.

– Động cơ nhiệt:

+ Mỗi động cơ nhiệt phải có ba bộ phận cơ bản : nguồn nóng ; bộ phận phát động ; nguồn lạnh.

+ Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng Q₁ cho bộ phận phát động để bộ phận này chuyển hóa một phần thành công A, phần còn lại là nhiệt lượng Q₂ truyền cho nguồn lạnh.

Hiệu suất của động cơ nhiệt là: $H = \frac{|A|}{Q_{1}}<1$.

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 176 Vật Lý 10

Xác định dấu của các đại lượng trong hệ thức của nguyên lí I NĐLH cho các quá trình hệ thu nhiệt lượng để tăng nội năng đồng thời thực hiện công.

Trả lời:

Hệ thức của nguyên lí I: ΔU = A + Q

Với:

+ Hệ thu nhiệt lượng ⇒ Q > 0

+ Thực hiện công ⇒ A < 0 + Để tăng nội năng ⇒ ΔU > 0

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 176 Vật Lý 10

Các hệ thứ sau đây diễn tả những quá trình nào?

a) ΔU = Q khi Q > 0 ; khi Q < 0

b) ΔU = A khi A > 0; khi A < 0

c) ΔU = Q + A khi Q > 0 và A < 0

d) ΔU = Q + A khi Q > 0 và A > 0.

Trả lời:

a) ΔU = Q khi Q > 0: vật nhận nhiệt để làm tăng nội năng.

Q < 0: vật tỏa nhiệt làm giảm nội năng.

b) ΔU = A khi A > 0: vật nhận công để làm tăng nội năng.

A < 0: vật thực hiện công làm giảm nội năng.

c) ΔU = Q + A khi Q > 0 và A < 0: quá trình thu nhiệt và sinh công (thực hiện công).

d) ΔU = Q + A khi Q > 0 và A > 0: quá trình thu nhiệt và nhận công.

3. Trả lời câu hỏi C3 trang 178 Vật Lý 10

Về mùa hè, người ta có thể dùng máy điều hòa nhiệt độ để truyền nhiệt từ trong phòng ra ngoài trời, mặc dù nhiệt độ ngoài trời cao hơn trong phòng. Hỏi điều này có vi phạm nguyên lí II NĐLH không? Tại sao?

Trả lời:

Không, vì nhiệt không tự truyền từ trong phòng ra ngoài trời nóng hơn mà phải nhờ máy.

4. Trả lời câu hỏi C4 trang 178 Vật Lý 10

Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. Hãy chứng minh rằng, cách phát biểu trên không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

Trả lời:

Một phần nhiệt lượng động cơ nhiệt nhận được chuyển hóa thành công cơ học, phần còn lại được truyền cho nguồn lạnh. Vì vậy năng lượng vẫn được bảo toàn, không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

❓

1. Giải bài 1 trang 179 Vật Lý 10

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.

Trả lời:

Nguyên lí thứ nhất của NĐLH là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng vào các hiện tượng nhiệt.

Nội dung:

Độ biên thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.

$ΔU = A + Q$

Trong đó:

+ ΔU: Độ biến thiên nội năng (J)

+ A: Công (J)

+ Q: Nhiệt lượng (J)

Quy ước về dấu:

Q > 0: Hệ nhận nhiệt lượng;

Q < 0: Hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: Hệ nhận công;

A < 0: Hệ thực hiện công.

2. Giải bài 2 trang 179 Vật Lý 10

Phát biểu nguyên lí II NĐLH.

Trả lời:

Có 2 cách phát biểu:

– Cách phát biểu của Clau-đi-út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.

– Cách phát biểu của Cac-nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.

?

1. Giải bài 3 trang 179 Vật Lý 10

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. ∆U = A ;

B. ∆U = Q + A ;

C. ∆U = 0 ;

D. ∆U = Q.

Bài giải:

Quá trình nung nóng khí trong bình kín là quá trình đẳng tích ⇒ A = 0 ⇒ ΔU = Q.

⇒ Đáp án: D.

2. Giải bài 4 trang 180 Vật Lý 10

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.

Bài giải:

Nhận nhiệt: Q > 0

Sinh công: A < 0.

⇒ Đáp án: D.

3. Giải bài 5 trang 180 Vật Lý 10

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.

Bài giải:

Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng.

⇒ ∆U = Q với Q > 0.

⇒ Đáp án: A.

4. Giải bài 6 trang 180 Vật Lý 10

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.

Bài giải:

Theo nguyên lí I nhiệt động lực học ta có: ∆U = A + Q

Vì hệ nhận công và truyền nhiệt lượng nên: A > 0; Q < 0

⇒ Độ biến thiên nội năng của khí:

$∆U = A + Q = 100 + (- 20) = 80 J$.

5. Giải bài 7 trang 180 Vật Lý 10

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.

Bài giải:

Theo nguyên lí I NĐLH: ∆U = A + Q

Khí trong xi – lanh nhận nhiệt lượng ⇒ Q > 0.

Khí thực hiện công ⇒ A < 0

⇒ Độ biến thiên nội năng của khí:

$∆U = A + Q = -70 + 100 = 30 (J)$.

6. Giải bài 8 trang 180 Vật Lý 10

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.

Bài giải:

Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, l là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh.

Vì áp suất khí không đổi trong quá trình khí thực hiên công nên áp lực F lên pit-tông không đổi.

Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là:

$A = F.l = pS.l = p.\Delta V = {8.10^6}.0,5 = {4.10^6}\;J$

Vì chất khí thực hiện công và nhận nhiệt lượng nên : Q > 0, A < 0

⇒ Độ biến thiên nội năng của chất khí :

$\Delta U = A + Q = – {4.10^6}\; + {\rm{ }}{6.10^6}\; = {2.10^6}\;\left( J \right)$

Vậy độ biến thiên nội năng của khí là $\Delta U = 2.10^6 (J)$

Bài trước:

Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 173 sgk Vật Lí 10

Bài tiếp theo:

Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 trang 186 187 sgk Vật Lí 10

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 10 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“