Bài VI.5, VI.6, VI.7 trang 81 SBT Vật Lý 10: Hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí nitơ và độ tăng nội năng của khí ?

Bài VI.5: Hệ thức của nguyên lí I NĐLH có dạng ΔU = Q ứng với quá trình nào vẽ ở hình VI. 1 ?

A. Quá trình 1 → 2.

B. Quá trình 2 → 3.

C. Ọuá trình 3 → 4.

D. Quá trình 4 → 1.

Chọn đáp án D

Bài VI.6: Một viên đạn bằng bạc có khối lượng 2 g đang bay với vận tốc 200 m/s thì va chạm vào một bức tường gỗ. Nếu coi viên đạn không trao đổi nhiệt với bên ngoài thì nhiệt độ của viên đạn sẽ tăng thêm bao nhiêu độ ? Nhiệt dung riêng của bạc là 234 J/(kg.K).

Động năng của viên đạn khi va chạm với tường :

W_đ=  \({1 \over 2}m{v^2} = {1 \over 2}({2.10^{ – 3}}){(200)^2} = 40(J)\)

Khi bị bức tường giữ lại, viên đạn đã nhận được công có độ lớn A = W_đ.

Do viên đạn không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài nên công A phải bằng độ tăng nội năng của viên đạn :

ΔU = A

Phần nội năng tăng thêm này làm viên đạn nóng lên : Q = mcΔt

Do đó : \(\Delta t = {Q \over {mc}} = {{40} \over {{{2.10}^{ – 3}}.234}} = 85,{5^0}C\)

Bài VI.7: Một bình chứa 14 g khí nitơ ở nhiệt độ 27°C và áp suất 1 atm. Sau khi hơ nóng, áp suất trong bình chứa khí tăng lên tới 5 at. Hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí nitơ và độ tăng nội năng của khí. Biết nhiệt dung riêng của nitơ trong quá trình nung nóng đẳng nhiệt là c_V = 742 J/(kg.K). Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể.

Do bình không dãn nở vì nhiệt, nên công do khí sinh ra : A’ = pΔV = 0. Theo nguyên lí I, ta có :

ΔU = Q (1)

Nhiệt lượng do khí nhận được : Q = mc_v (T₂ – T₁) (2)

Mặt khác, do quá trình là đẳng tích nên :

\({{{p_2}} \over {{T_2}}} = {{{p_1}} \over {{T_1}}} = > {T_2} = {{{p_2}{T_1}} \over {{T_2}}} = 1500K\)

Từ (2)tính được : Q = 15,58.10³ J.

Từ (1) suy ra:  ΔU = 15,58.10³ J.