Phương pháp giải bài tập về Nguyên lý nhiệt động lực học môn Vật Ly 10

Mời quý thầy cô cùng các em học sinh tham khảo Tài liệu PhÆ°Æ¡ng pháp giải bài tập về Nguyên lý nhiệt động lá»±c học môn Vật Ly 10 năm học 2020 – 2021. Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh rèn luyện kỹ năng giải bài tập và ôn luyện hiệu quả để chuẩn bị cho kỳ thi học kỳ sắp tới.

Chúc các em thi tốt, đạt kết quả cao!

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

 

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Hiệu suất của động cơ nhiệt:

(H = frac{{left| A right|}}{{{Q_1}}} = frac{{left| {{Q_1} – {Q_2}} right|}}{{{Q_1}}} < 1)

Trong đó:

Q₁ là nhiệt lượng lấy từ nguồn nóng (J)

Q₂ là nhiệt lượng lấy từ nguồn lạnh (J)

A là công có ích của động cơ (J)

2. BÀI TẬP THAM KHẢO

Bài 1: Một viên đaÌ£n bằng chì khối lÆ°Æ¡Ì£ng m, bay với vận tốc v = 195 m/s, va chaÌ£m mềm vào một quả cầu bằng chì cùng khối lÆ°Æ¡Ì£ng m đang đứng yên. Nhiệt dung riêng của chì là c = 130 J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu của viên đaÌ£n và quả cầu bằng nhay. Coi nhiệt lÆ°Æ¡Ì£ng truyền ra môi trường là không đáng kể. Độ tăng nhiệt độ của viên đaÌ£n và quả cầu là

A. 146^oC.     

B. 73^oC.

C. 37^oC.      

D. 14,6^oC.

Giải

Chọn B.

– Theo điÌ£nh luật bảo toàn động lÆ°Æ¡Ì£ng:

mv = (m + m’)v ⟹ v’ = v/2.

– Độ hao huÌ£t cÆ¡ năng:

(Delta {rm{W}} = frac{{m{v^2}}}{2} – frac{{2mv{‘^2}}}{2} = frac{{m{v^2}}}{2} – frac{{2m{{(frac{v}{2})}^2}}}{2} = frac{{m{v^2}}}{4})

– Nếu lÆ°Æ¡Ì£ng cÆ¡ năng này hoàn toàn dùng làm hệ nóng lên thì:

(begin{array}{l}
 Rightarrow mcDelta t = frac{{m{v^2}}}{4}\
 Rightarrow Delta t = frac{{{v^2}}}{{4c}} = frac{{{{195}^2}}}{{4.130}} approx {73^0}C
end{array})

Bài 2: Người ta cung cấp nhiệt lÆ°Æ¡Ì£ng cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy pit-tông đi một đoaÌ£n 5 cm và nội năng của chất khí tăng 0,5 J. Biết lÆ°Ì£c ma sát giữa pit-tông và xilanh là 20 N. Nhiệt lÆ°Æ¡Ì£ng đã cung cấp cho chất khí là

A. 1,5 J.                  B. 25 J.

C. 40 J.                   D. 100 J.

Giải

Chọn A

– Độ lớn của công chất khí thÆ°Ì£c hiện để thắng lÆ°Ì£c ma sát:

A = Fs = 20.0,05 = 1J.

– Do chất khí nhận nhiệt và thÆ°Ì£c hiện công nên: A < 0.

Q = ΔU – A = 0,5 + 1 = 1,5 J.

Bài 3: Một lÆ°Æ¡Ì£ng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang có pit-tông có thể diÌ£ch chuyển được. Không khí nóng dãn nở đẩy pit-tông diÌ£ch chuyển. Nếu không khí nóng thÆ°Ì£c hiện một công có độ lớn là 2000 J thì nội năng của nó biến đổi một lÆ°Æ¡Ì£ng bằng.

A. 2000 J.

B. – 2000 J.

C. 1000 J.

D. – 1000 J.

Giải

Chọn B.

– Áp dụng công thức nguyên lí I NĐLH:

∆U = A + Q

– Vì chất khí thá»±c hiện công và xi lanh cách nhiệt nên

A = -2000 J, Q = 0

Do đó: ∆U = A + Q = – 2000 + 0 = – 2000 J

Bài 4: Trong một quá trình nung nóng đẳng áp ở áp suất 1,5.10⁵ Pa, một chất khí tăng thể tích từ 40 dm³ Ä‘ến 60 dm³ và tăng nội năng một lÆ°Æ¡Ì£ng là 4,28 J. Nhiệt lÆ°Æ¡Ì£ng truyền cho chất khí là

A. 1280 J.

B. 3004,28 J.

C. 7280 J.

D. – 1280 J.

Giải

Chọn B.

– Áp dụng công thức nguyên lí I NĐLH:

∆U = A + Q

– Vì chất khí thá»±c hiện công nên:

 A = -p.∆V = -1,5.10⁵.(60.10^-3 â€“ 40.10^-3) = 3000J.

– Khi tăng nội năng một lÆ°Æ¡Ì£ng là 4,28 J nên ∆U = 4,28 J

Do đó: Q = ∆U – A = 4,28 + 3000 = 3004,28J.

Bài 5: 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.

Giải

Chọn C.

Nội năng của khối khí tăng 10J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 30J

→ ∆U = 10J và Q = 30J

Mặt khác:

∆U = A + Q → A = ∆U – Q = 10 – 30 = -20J < 0

→ khối khí sinh công 20J

Bài 6: 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 thêm 0,50 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 thá»±c hiện công.

A. 3.10⁶ (J)

B. 1,5.10⁶ (J)

C. 2.10⁶ (J).

D. 3,5.10⁶ (J)

Giải

Chọn C.

Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, h là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh, ta có:

– Công mà chất khí thá»±c hiện có độ lớn là:

A = F.h = P.S.h = P.ΔV = 8.10⁶.0,5 = 4.10⁶ J.

– Vì chất khí thá»±c hiện công và nhận nhiệt nên:

 Q > 0, A < 0

Ta có:

ΔU = A + Q = – 4.10⁶ + 6.10⁶ = 2.10⁶ (J)

Vậy độ biến thiên nội năng của khí là ΔU = 2.10⁶ (J)

—–Hết—

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu PhÆ°Æ¡ng pháp giải bài tập về Nguyên lý nhiệt động lá»±c học môn Vật Ly 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net Ä‘ể tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh Ã´n tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.