Bài 2. Định luật 1 của nhiệt động lực học trang 10, 11, 12 SBT Vật lí 12 Cánh diều

1.14

Phát biểu nào sau đây về nội năng là không đúng?

A. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.

B. Nội năng của một vật có thể bị biến đổi bằng quá trình truyền nhiệt hoặc thực hiện công.

C. Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

D. Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt được gọi là công.

Phương pháp giải:

Lý thuyết sgk

Lời giải chi tiết:

Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt được gọi là nhiệt lượng

Đáp án: D

1.15

Phát biểu nào sau đây về nhiệt lượng là không đúng?

A. Một vật lúc nào cũng có nội năng do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng.

B. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng.

C. Nhiệt lượng không phải là nội năng.

D. Nhiệt lượng là phần nội năng vật tăng thêm hoặc giảm đi khi nhận được từ vật khác hoặc truyền cho vật khác.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Một vật có nội năng không nhất thiết phải có nhiệt lượng.

Đáp án: A

1.16

Nội năng của một vật

A. phụ thuộc vào động năng của chuyển động của vật.

B. phụ thuộc vào động năng chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật.

C. bằng không khi vật ở thể rắn.

D. tăng khi vật chuyển động.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nội năng

Lời giải chi tiết:

Nội năng của một vật phụ thuộc vào động năng chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật.

Đáp án: B

1.17

Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Độ biến thiên nội năng của một vật là độ biến thiên nhiệt độ của vật đó.

B. Nội năng được 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.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Có thể làm thay đổi nội năng của vật bằng cách thực hiện công.

Đáp án: D

1.18

Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Nội năng là một dạng năng lượng.

B. Nội năng là một dạng nhiệt lượng.

C. Nội năng của vật A lớn hơn nội năng của vật B thì nhiệt độ của vật A cũng lớn hơn nhiệt độ của vật B.

D. Nội năng của vật chỉ thay đổi trong quá trình truyền nhiệt, không thay đổi trong quá trình thực hiện công.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Nội năng là một dạng năng lượng.

Đáp án: A

1.19

Trường hợp nào dưới đây làm biến đổi nội năng không do thực hiện công?

A. Đun nóng nước.

B. Một viên bị bằng thép rơi xuống đất mềm.

C. Cọ xát hai vật với nhau.

D. Nên khi trong xilanh.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Đun nóng nước biến đổi nội năng không do thực hiện công

Đáp án: A

1.20

Cách nào sau đây không làm thay đổi nội năng của vật?

A. Làm lạnh vật.

B. Đưa vật lên cao.

C. Đốt nóng vật.

D. Cọ xát vật với mặt bàn.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Đưa vật lên cao không làm thay đổi nội năng của vật

Đáp án: B

1.21

Biểu thức mô tả đúng quá trình chất khi vừa nhận nhiệt lượng, vừa nhận công là:

A. U = A + Q (A>0, Q<0).

B. U = A + Q (A<0, Q>0).

C. U = A + Q (A>0, 0>0).

D. U = Q (Q>0).

Phương pháp giải:

Dùng công thức nhiệt động lực học về sự bảo toàn năng lượng

Lời giải chi tiết:

U = A + Q (A>0, 0>0).

Đáp án: C

1.22

Trong quá trình chất khí nhận nhiệt lượng và sinh công thì A và Q trong biểu thức U = Q + A phải thỏa mãn điều kiện nào sau đây?

A. Q<0, A>0.

B. Q>0, A<0.

C. Q>0, A>0.

D. Q<0, A<0.

Phương pháp giải:

Dùng công thức nhiệt động lực học về sự bảo toàn năng lượng

Lời giải chi tiết:

Trong quá trình chất khí nhận nhiệt lượng và sinh công thì A và Q trong biểu thức U = Q + A phải thỏa mãn điều kiện Q>0, A<0.

Đáp án: B

1.23

Nếu tăng nhiệt độ của một hệ mà không làm thay đổi thể tích của nó thì nội năng của nó

A. tang.

B. giảm.

C. ban đầu tăng, sau đó giảm.

D. luôn không đổi.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Nếu tăng nhiệt độ của một hệ mà không làm thay đổi thể tích của nó thì nội năng của nó tăng

Đáp án: A

1.24

Nếu làm tăng thể tích của một lượng khí và giữ cho nhiệt độ của lượng khí không đối thì nội năng của nó

A. tăng.

B. giảm.

C. ban đầu tăng, sau đó giảm.

D. luôn không đổi.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Nếu làm tăng thể tích của một lượng khí và giữ cho nhiệt độ của lượng khí không đối thì nội năng của nó giảm

Đáp án: B

1.25

Đốt nóng khí trong xilanh và giữ sao cho thể tích của khí không đổi. Gọi Q, A và U lần lượt là nhiệt lượng, công và độ tăng nội năng của hệ. Định luật 1 của nhiệt động lực học được viết dưới dạng nào sau đây?

A. Q = U + A.

B. Q = U – A.

C. Q = A.

D. Q = U

Phương pháp giải:

Dùng công thức nhiệt động lực học về sự bảo toàn năng lượng

Lời giải chi tiết:

Q = U

Đáp án: D

1.26

Hãy chứng tỏ nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết nội năng

Lời giải chi tiết:

Khi nhiệt độ thay đổi thì động năng của các phân tử cấu tạo nên vật thay đổi. mà động năng của các phân tử là thành phần của nội năng. Do đó, nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.

1.27

Một quả bóng có khối lượng 100 g rơi từ độ cao 10,0 m xuống sân và nảy lên được 7,00 m. Tại sao nó không nảy lên được đến độ cao ban đầu? Tính độ biến thiên nội năng của quả bóng, sân và không khí. Lấy g = 9,8 m/s.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính nội năng

Lời giải chi tiết:

Nó không nảy lên được đến độ cao ban đầu vì một phần cơ năng của quả bóng đã chuyển hoá thành nội năng của bóng, sân và không khí:

∆U = 𝐸₁ - 𝐸₂ = mg(h₁ - h₂) = 2,94 (J)

1.28

Người ta cung cấp nhiệt lượng 100 J cho chất khí trong xilanh. Chất khí nở ra đẩy pít-tông lên và thực hiện một công 70 J. Tìm độ biến thiên nội năng của chất khí.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính độ biến thiên nội năng

Lời giải chi tiết:

∆U = A + Q = -70 + 100 = 30 (J)

1.29

Một chất khí đựng trong bình hình trụ được lắp một pít-tông có thể chuyển động không ma sát trong bình. Khi hấp thụ một năng lượng nhiệt 400 J từ môi trường bên ngoài, chất khí trong bình giãn nở dưới áp suất bên ngoài không đổi là 1,00 atm từ thể tích 5,00 lít đến 10,0 lít. Xác định độ biến thiên nội năng của khí trong bình. Cho biết 1 atm tương đương với 101,3 J.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính công suất và biến thiên nội năng

Lời giải chi tiết:

 Từ định luật 1 của nhiệt động lực học, ta có: ∆U = Q + A

Chất khi thực hiện công để thắng được áp suất bên ngoài: A =F.h

(h là quãng đường dịch chuyển của pít-tông trong bình, F là lực tác dụng lên pít-tông; F =p.S với p là áp suất tác dụng lên pít-tông, S là tiết diện của bình).

A = Fh = pSh = P.∆V = 1.(5-10) = -5 (atm)  = -506,5 (J)  -507 (J).

Độ biến thiên nội năng: ∆U = 400 – (–507)= 907 J.

1.30

Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho khối khí đựng trong xilanh nằm ngang. Khi trong xilanh nở ra đẩy pít-tông đi một đoạn 5,0 cm. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí. Biết lực ma sát giữa pít-tông và xilanh có độ lớn là 20,0 N.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức biến thiên nội năng

Lời giải chi tiết:

A = FS = 20.0,05 = 1 (J)

∆U = Q + A = 1,5-1 = 0,5 (J).

1.31

Viên đạn chỉ có khối lượng 50 g, bay với tốc độ v_o = 360 km/h. Sau khi xuyên qua một tấm thép, tốc độ giảm xuống còn 72 km/h. Tính lượng nội năng tăng thêm của đạn và thép.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức biến thiên nội năng

Lời giải chi tiết:

Xét hệ gồm đạn và thép. Khi viên đạn xuyên qua tấm thép thì tấm thép tác

dụng vào viên đạn một lực. Lực này sinh công làm giảm động năng của đạn. Về độ lớn, công của lực F bằng độ giảm động năng của đạn.

Theo định luật 1 của nhiệt động lực học: ∆U = A + Q

Vì Q = 0  nên ∆U =  m (v_o² – v²) = 240 J.

∆U>0 nên nội năng của hệ đạn và thép tăng thêm một lượng 240 J.