Bài tập chương VIII: Cơ sở của nhiệt động lực học

Chương VIII: cơ sở của nhiệt động lực học Bài 58: nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học Câu 1: Nội năng là Nhiệt lượng Động năng. Thế năng. Động năng chuyển động nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng. Câu 2: ý nghĩa thí nghiệm của Jun là: Tìm ra mối quan hệ tương đương giữa công và nhiệt lượng. Chứng minh định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Chứng minh có sự biến đổi của công thành nội năng. Tìm ra nguyên lý thứ nhất Nhiệt động lực học. Câu 3: Nguyên lý thứ nhất Nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt vì: Nội năng, công, nhiệt lượng đều là năng lượng. Có sự biến đổi qua lại giữa nội năng, công và nhiệt lượng. Biểu thức của nguyên lý là hệ quả rút ra từ định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Tất cả các lý do trên. Câu 4: Một người có khối lượng 60 kg nhảy từ cầu nhảy ở độ cao 5 m xuống một bể bơi. Độ biến thiên nội năng của nước trong bể bơi là: 2000 J 2500 J 3000 J 3500 J Bỏ qua các năng lượng hao phí thoat ra ngoài khối nước trong bể. Cho g = 10 m/s2. Câu 5: Một cốc nhôm có khối lượng 100g chứa 300 g nước ở nhiệt độ 200C. Người ta thả vào cốc nước một chiếc thìa bằng đồng có khối lượng 75 g vừa được vớt ra từ một nồi nước sôi ở 1000C. Nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt là: 20,50C 21,70C 23,60C 25,40C Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.độ, của đồng là 380 J/kg.độ và của nước là 4,19.103 J/kg.độ Câu 6: Người ta di di một miếng sắt dẹt khối lượng 100g trên một tấm gỗ. Sau một lát thì thấy miếng sắt nóng lên thêm 120C. Giả sử rằng chỉ có 40% công thực hiện là để làm nóng miếng sắt thì người ta đã tốn một công là: 990 J 1137 J 1286 J 1380 J Bài 59: áp dụng nguyên lý thứ nhất Nhiệt động lực học cho khí lý tưởng Câu 1: Chọn câu đúng 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 nhiệt độ và thể tích. 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 nhiệt độ, thể tích và áp suất. 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. Nội năng của khí lý tưởng là động năng chuyển động của các phân tử khí, nội năng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Câu 2: Chọn câu sai Biểu thức của nguyên lý thứ nhất Nhiệt động lực học viết cho các quá trình là Q = A' (Quá trình đẳng nhiệt) DU = Q + A (Quá trình đẳng tích) A' = Q - DU (Quá trình đẳng áp) Q = A' (Chu trình) Trong đó: Q là nhiệt lượng truyền cho chất khí, A là công mà khí nhận được từ bên ngoài, A' là công mà khí thựchiện lên vật khác, DU là độ tăng nội năng của khí Câu 3: Một lượng khí được dãn từ thể tích V1 đến thể tích V2 ( V2 > V1 ). Trong quá trình nào lượng khí thực hiện công ít nhất. Trong quá trình đẳng tích rồi dãn đẳng áp. Trong quá trình dãn đẳng nhiệt rồi đẳng tích. Trong quá trình dãn đẳng áp rồi đẳng nhiệt. Trong quá trình dãn đẳng nhiệt rồi đẳng áp Câu 4: Một lượng khí lý tưởng ở trạng thái 1 có thể tích V1, áp suất p1 dãn đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có thể tích V2 = 2V1 và áp suất p2 = p1/2. Sau đó dãn đẳng áp đến trạng thái 3 có thể tích V3 = 3V1 Thì: Công mà khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 là lớn nhất. Công mà khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái 2 sang trạng thái 3 là lớn nhất. Công mà khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 là bằng nhau. Chưa đủ điều kiện để kết luận vì không biết giá trị áp suất, nhiệt độ và thể tích ban đầu của khí. Câu 5: Một lượng khí lý tưởng có thể tích ban đầu là V1 = 1lít và áp suất là p1 = 1 atm được dãn đẳng nhiệt đến thể tích V2 = 2lít. Sau đó người ta làm lạnh khí, áp suất của khí chỉ còn p3 = 0,5 atm và thể tích thì không đổi. Cuối cùng khí dãn đẳng áp đến thể tích cuối là V4 = 4lít. So sánh công mà khí thực hiện trong các quá trình trên là: Quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 công thực hiện là lớn nhất. Quá trình biến đổi từ trạng thái 2 sang trạng thái 3 công thực hiện là lớn nhất. Quá trình biến đổi từ trạng thái 3 sang trạng thái 4 công thực hiện là lớn nhất. Công mà khí thực hiện trong cả 3 quá trình đó là bằng nhau. Câu 6: Lấy 2,5 mol khí lý tưởng ở nhiệt độ 300 K. Nung nóng đẳng áp lượng khí này cho đến khi thể tích của nó bằng 1,5 lần thể tích lúc đầu. Nhiệt lượng cung cấp cho khí cho khí trong quá trình này là 11.04 kJ. Công mà khí thực hiện và độ tăng nội năng của khí là. A = 3,12 kJ, DU = 7,92 kJ. A = 2,18 kJ, DU = 8,86 kJ. A = 4,17 kJ, DU = 6,87 kJ. A = 3,85 kJ, DU = 7,19 kJ. Bài 60: nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học Bài 1: Chọn câu đúng Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nội năng thành công. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi công thành nhiệt lượng. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi công thành nội năng. Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nhiệt lượng thành công. Bài 2: Chọn câu sai Động cơ nhiệt và máy lạnh đều có nguyên tắc cấu tạo chung gồm: Nguồn nóng, tác nhân và nguồn lạnh. Máy lạnh là thiết bị nhận nhiệt từ nguồn lạnh, truyền cho nguồn nóng nhờ nhận công từ bên ngoài. Hiệu suất của động cơ nhiệt là đại lượng đo bằng tỉ số giữa công sinh ra và nhiệt lượng mà tác nhân nhận từ nguồn nóng. Hiệu năng của máy lạnh là đại lượng đo bằng tỉ số giữa nhiệt lượng mà tác nhân nhận từ nguồn lạnh và nhiệt lượngmà tác nhân truyền cho nguồn nóng. Câu 3: Chuyển động nào dưới đây không cần đến sự biến đổi nhiệt lượng thành công? Chuyển động quay của đèn kéo quân. Sự bật lên của nắp ấm khi đang sôi. Bè trôi theo dòng sông. Sự bay lên của khí cầu hở nhờ đốt nóng khí bên trong khí cầu. Câu 4: 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. Hãy tính hiệu suất thực của động cơ nhiệt này và so sánh nó với hiệu suất cực đại, nếu nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh lần lượt là 2500C và 300C. 20% và nhỏ hơn 4,4 lần 30% và nhỏ hơn 2,9 lần 25% và nhỏ hơn 3,5 lần 35% và nhỏ hơn 2,5 lần Câu 5: ở một động cơ nhiệt, nhiệt độ của nguồn nóng là 5200C, của nguồn lạnh là 200C. Nhiệt lượng mà nó nhận từ nguồn nóng là 107 J. Nếu hiệu suất của động cơ đạt cực đại thì công cực đại mà động cơ thực hiện là: 8,5.105 J 9,2.105 J 10.4.106 J 9,6.106 J Câu 6: Để giữ nhiệt độ trong phòng là 200C, người ta dùng một máy lạnh mỗi giờ tiêu thụ một công là 5.106 J. Biết hiệu năng của máy là e = 4 thì nhiệt lượng lấy đi từ không khí trong phòng trong mỗi giờ là: 15.105 J 17.106 J 20.106 J 23.107 J Câu 7: Hiệu suất thực của một máy hơi nước bằng nửa hiệu suất cực đại. Nhiệt độ của hơi khi ra khỏi lò hơi (Nguồn nóng) là 2270C và nhiệt độ của buồng ngưng (Nguồn lạnh) là 770C. Mỗi giờ máy tiêu thụ 700 kg than có năng suất tỏa nhiệt là 31.106 J/kg. Công suất của máy hơi nước này là: 2,25.106 W 1,79.107 W 1,99.106 W 2,34.107 W