Đề cương ôn tập Vật lí Lớp 10 - Chuyền đề 2: Cơ sở của nhiệt động lực học

CHUYÊN ĐỀ 2:
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Nội năng và sự biến thiên nội năng	
+ Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phần tử cấu tạo nên vật. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T, V).
 + Có thể làm thay đổi nội năng bằng các quá trình thực hiện công, truyền nhiệt.
+ Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình tuyền nhiệt là nhiệt lượng.
+ Nhiệt lượng mà một chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mcDt.
2. Các nguyên lí của nhiệt động lực học
+ Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
DU = A + Q
	Quy ước về dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực hiện công.
+ Nguyên lí II nhiệt động lực học: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
+ Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được th...ác định nhiệt độ của lò. Cho nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/kg.K; của chất làm nhiệt lượng kế là 418 J/kg.K; của nước là 4,18.103 J/kg.K.
* Hướng dẫn giải
1. Nhiệt lượng cần cung cấp: 	Q = (mscs + mncn)(t2 – t1) = 1843650 J.
2. Phương trình cân bằng nhiệt:
	(mbcb + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) 
	ð t = = 22,6 0C.
3. Phương trình cân bằng nhiệt:
	(mdcd + mncn)(t – t1) = mklckl(t2 – t) 
	ð ckl = = 777 J/kg.K.
4. Phương trình cân bằng nhiệt:
	(Cnlk + mncn)(t – t1) = (mkck + (mhk – mk)cch)(t2 – t) 
	ð mk = = 0,045 kg = 45 g;
	 mch = mhk – mk = 5 g.
5. Phương trình cân bằng nhiệt:
	(mnlkcnlk + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) 
	ð t2 = + t = 1405 0K.
2. Các nguyên lí của nhiệt động lực học. Hiệu suất động cơ nhiệt
* Các công thức
+ Nguyên lí I nhiệt động lực học: DU = A + Q.
Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực hiện công.
+ Công của hệ chất khí trong quá trình đẵng áp:
A = pDV = p(V2 – V1).
+ Hiệu suất của động cơ nhiệt: H = < 1.
* Phương pháp giải
+	Để tính các đại lượng trong quá biến đổi nội năng ta viết biểu thức của nguyên lý I từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán. Trong biểu thức của nguyên lí I lưu ý lấy đúng dấu của A và Q.
+ Để tính các đại lượng có liên quan đến hiệu suất động cơ nhiệt ta viết biểu thức hiệu suất động cơ từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán.
* Bài tập
1. Người ta thực hiện công 200 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 40 J.
2. Khi truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit-tông 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.
3. 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 10 dm3; 100 kPa; 300 K. Khí được làm lạnh t...y?
	A. Q 0.	B. Q > 0 và A > 0.
	C. Q > 0 và A < 0.	D. Q < 0 và A < 0.
4. Trường hợp nào sau ứng với quá trình đẵng 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.
5. 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.
6. 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. Khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên vật.
7. Câu nào sau đây nói về sự truyền nhiệt là không đúng?
	A. Nhiệt vẫn có thể truyền từ vật lạnh hơn sang vật nóng hơn.
	B. Nhiệt không thể tự truyền từ vật lạnh hơn sang vật nóng hơn.
	C. Nhiệt có thể tự truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn.
	D. Nhiệt có thể tự truyền giữa hai vật có cùng nhiệt độ.
8. Một khối khí được truyền một nhiệt lượng 2000 J thì khối khí dãn nở và thực hiện được một công 1500 J. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí.
	A. 500 J.	B. 3500 J.	C. – 3500 J.	D. – 500 J.
9. Hệ thức nào sau đây phù hợp với quá trình làm lạnh khí đẵng tích?
	A. DU = Q với Q > 0.	B. DU = Q với Q < 0.
	C. DU = A với A > 0.	D. DU = A với A < 0.
10. Khí thực hiện công trong quá trình nào sau đây?
	A. Nhiệt lượng khí nhận được lớn hơn độ tăng nội năng của khí.
	B. Nhiệt lượng khí nhận được nhỏ hơn độ tăng nội năng của khí.
	C. Nhiệt lượng khí nhận được bằng độ tăng nội năng của khí.
	D. Nhiệt lượng khí nhận được lớn hơn hoặc bằng độ tăng nội năng của khí.
11. Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J.
	A. 120 J.	B. 100 J.	C. 80 J.	D. 60 J.
12. Người ta truyền cho khí trong xi lanh một nhiệt lượng 200 J. Khí nở ra và thực hiện công 140 J đẩy pit-tông lên. Tính độ biến thiên