VnDoc.com xin giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Giải bài tập Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học. Bài viết được tổng hợp gồm 8 câu hỏi bài tập kèm theo lời giải chi tiết chắc chắn sẽ giúp các bạn học sinh học tập hiệu quả môn Vật lý bài 33. Mời các bạn học sinh và thầy cô tham khảo chi tiết bài viết dưới đây nhé.
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 34: Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình
Giải bài tập Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học
Bài 1 [trang 179 SGK Vật Lý 10]: Phát biểu và viết hệ thức của nguyên lí I NĐLH. Nêu tên, đơn vị và quy ước dấu của các đại lượng trong hệ thức.
Lời giải:
Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được: δU = A + Q
Qui ước dấu:
+ Q > 0 vật nhận nhiệt lượng
+ Q < 0 vật truyền nhiệt lượng
+ A > 0 vật nhận công
+ A < 0 vật thực hiện công
Bài 2 [trang 179 SGK Vật Lý 10]: Phát biểu nguyên lí II NĐLH.
Lời giải:
Nguyên lí II nhiệt động lực học: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
Cách phát biểu khác: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
Bài 3 [trang 179 SGK Vật Lý 10]: Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả quá trình nung nóng khi trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình?
- ΔU = A;
- ΔU = Q + A
- ΔU = 0;
- ΔU = Q.
Lời giải:
- Chọn D.
- Quá trình nung nóng khí trong bình kín là quá trình đẳng tích => A = 0
\=> ΔU = Q. Hay nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng.
Bài 4 [trang 180 SGK Vật Lý 10]: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức δU = A + Q phải có giá trị nào sau đây?
- Q < 0 và A > 0
- Q > 0 và A > 0
- Q > 0 và A < 0
- Q < 0 và A < 0
Lời giải:
- Chọn C.
- Vì vật nhận nhiệt thì Q > 0, vật sinh công thì A < 0.
Bài 5 [trang 180 SGK Vật Lý 10]: Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng?
- ΔU = Q với A > 0
- ΔU = Q + A với A > 0
- ΔU = Q + A với A < 0
- ΔU = Q với Q < 0
Lời giải:
- Chọn A.
- Vì trong quá trình đẳng tính nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ để làm tăng nội năng của khí.
Bài 6 [trang 180 SGK Vật Lý 10]: 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.
Lời giải:
Áp dụng công thức nguyên lí I NĐLH: ΔU = A + Q
Vì chất khí nhận công [khí bị nén] và truyền nhiệt nên A > 0, Q < 0
Do đó : ΔU = A + Q = 100 – 20 = 80 J.
Bài 7 [trang 180 SGK Vật Lý 10]: Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pit-tông lên. Tính độ biến thiên nội năng của khí.
Lời giải:
Khí trong xilanh nhận được nhiệt lượng => Q > 0.
Khí thực hiện công => A < 0
Độ biến thiên nội năng của khí trong xilanh là:
ΔU = A + Q = 100 - 70 = 30J.
Bài 8 [trang 180 SGK Vật Lý 10]: 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 thực hiện công.
Lời giải:
Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, l là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh, ta có:
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là :
A = F.l = P.Sl = PΔV = 8.106.0,5 = 4.106 J.
Vì chất khí thực 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]
Trên đây VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Giải bài tập Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học. Chắc hẳn qua bài viết bạn đọc đã nắm được những ý chính cũng như trau dồi được nội dung kiến thức của bài học rồi đúng không ạ? Hi vọng qua bài viết bạn đọc có thêm nhiều tài liệu để học tập tốt hơn môn Vật lý lớp 10 nhé. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tài liệu học tập các môn Toán lớp 10, Hóa học lớp 10...
Hướng dẫn giải Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học sgk Vật Lí 10. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 10, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.
LÍ THUYẾT
I – Nguyên lí I nhiệt động lực học
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
Ta có : ∆U = A + Q với quy ước về dấu của nhiệt lượng và công như sau:
Q > 0 : Vật nhận nhiệt lượng từ các vật khác.
Q < 0 : Vật truyền nhiệt lượng cho các vật khác.
A > 0 : Vật nhận công từ các vật khác.
A < 0 : Vật thực hiện công lên các vật khác.
II – Nguyên lí II nhiệt động lực học
– Cách phát biểu của Clau-đi-út: Nhiệt không thể truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
– Cách phát biểu của Các-nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
– Động cơ nhiệt:
+ Mỗi động cơ nhiệt phải có ba bộ phận cơ bản : nguồn nóng ; bộ phận phát động ; nguồn lạnh.
+ Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng Q1 cho bộ phận phát động để bộ phận này chuyển hóa một phần thành công A, phần còn lại là nhiệt lượng Q2 truyền cho nguồn lạnh.
Hiệu suất của động cơ nhiệt là: [H = frac{|A|}{Q_{1}} 0
+ Thực hiện công ⇒ A < 0 + Để tăng nội năng ⇒ ΔU > 0
2. Trả lời câu hỏi C2 trang 176 Vật Lý 10
Các hệ thứ sau đây diễn tả những quá trình nào?
- ΔU = Q khi Q > 0 ; khi Q < 0
- ΔU = A khi A > 0; khi A < 0
- ΔU = Q + A khi Q > 0 và A < 0
- ΔU = Q + A khi Q > 0 và A > 0.
Trả lời:
- ΔU = Q khi Q > 0: vật nhận nhiệt để làm tăng nội năng.
Q < 0: vật tỏa nhiệt làm giảm nội năng.
- ΔU = A khi A > 0: vật nhận công để làm tăng nội năng.
A < 0: vật thực hiện công làm giảm nội năng.
- ΔU = Q + A khi Q > 0 và A < 0: quá trình thu nhiệt và sinh công [thực hiện công].
- ΔU = Q + A khi Q > 0 và A > 0: quá trình thu nhiệt và nhận công.
3. Trả lời câu hỏi C3 trang 178 Vật Lý 10
Về mùa hè, người ta có thể dùng máy điều hòa nhiệt độ để truyền nhiệt từ trong phòng ra ngoài trời, mặc dù nhiệt độ ngoài trời cao hơn trong phòng. Hỏi điều này có vi phạm nguyên lí II NĐLH không? Tại sao?
Trả lời:
Không, vì nhiệt không tự truyền từ trong phòng ra ngoài trời nóng hơn mà phải nhờ máy.
4. Trả lời câu hỏi C4 trang 178 Vật Lý 10
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. Hãy chứng minh rằng, cách phát biểu trên không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Trả lời:
Một phần nhiệt lượng động cơ nhiệt nhận được chuyển hóa thành công cơ học, phần còn lại được truyền cho nguồn lạnh. Vì vậy năng lượng vẫn được bảo toàn, không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải [câu trả lời] các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:
❓
1. Giải bài 1 trang 179 Vật Lý 10
Phát biểu và viết hệ thức của nguyên lí I NĐLH, nêu tên đơn vị, quy ước dấu của các đại lượng trong hệ thức.
Trả lời:
Nguyên lí thứ nhất của NĐLH là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng vào các hiện tượng nhiệt.
Nội dung:
Độ biên thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
$ΔU = A + Q$
Trong đó:
+ ΔU: Độ biến thiên nội năng [J]
+ A: Công [J]
+ Q: Nhiệt lượng [J]
Quy ước về dấu:
Q > 0: Hệ nhận nhiệt lượng;
Q < 0: Hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: Hệ nhận công;
A < 0: Hệ thực hiện công.
2. Giải bài 2 trang 179 Vật Lý 10
Phát biểu nguyên lí II NĐLH.
Trả lời:
Có 2 cách phát biểu:
– Cách phát biểu của Clau-đi-út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
– Cách phát biểu của Cac-nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
?
1. Giải bài 3 trang 179 Vật Lý 10
Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả đúng quá trình nung nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình.
- ∆U = A ;
- ∆U = Q + A ;
- ∆U = 0 ;
- ∆U = Q.
Bài giải:
Quá trình nung nóng khí trong bình kín là quá trình đẳng tích ⇒ A = 0 ⇒ ΔU = Q.
⇒ Đáp án: D.
2. Giải bài 4 trang 180 Vật Lý 10
Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức ∆U = A + Q phải có giá trị nào sau đây?
- Q < 0 và A > 0 ;
- Q > 0 và A > 0;
- Q > 0 và A < 0;
- Q < 0 và A < 0.
Bài giải:
Nhận nhiệt: Q > 0
Sinh công: A < 0.
⇒ Đáp án: D.
3. Giải bài 5 trang 180 Vật Lý 10
Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng ?
- ∆U = Q với Q > 0 ;
- ∆U = Q + A với A > 0 ;
- ∆U = Q + A với A < 0 ;
- ∆U = Q với Q < 0.
Bài giải:
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng.
⇒ ∆U = Q với Q > 0.
⇒ Đáp án: A.
4. Giải bài 6 trang 180 Vật Lý 10
Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xi-lanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J.
Bài giải:
Theo nguyên lí I nhiệt động lực học ta có: ∆U = A + Q
Vì hệ nhận công và truyền nhiệt lượng nên: A > 0; Q < 0
⇒ Độ biến thiên nội năng của khí:
$∆U = A + Q = 100 + [- 20] = 80 J$.
5. Giải bài 7 trang 180 Vật Lý 10
Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pit-tông lên. Tính độ biến thiên nội năng của khí.
Bài giải:
Theo nguyên lí I NĐLH: ∆U = A + Q
Khí trong xi – lanh nhận nhiệt lượng ⇒ Q > 0.
Khí thực hiện công ⇒ A < 0
⇒ Độ biến thiên nội năng của khí:
$∆U = A + Q = -70 + 100 = 30 [J]$.
6. Giải bài 8 trang 180 Vật Lý 10
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 lên 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 là không đổi trong quá trình khí thực hiện công.
Bài giải:
Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, l là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh.
Vì áp suất khí không đổi trong quá trình khí thực hiên công nên áp lực F lên pit-tông không đổi.
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là:
[A = F.l = pS.l = p.Delta V = {8.10^6}.0,5 = {4.10^6};J]
Vì chất khí thực hiện công và nhận nhiệt lượng nên : Q > 0, A < 0
⇒ Độ biến thiên nội năng của chất khí :
[Delta U = A + Q = – {4.10^6}; + {rm{ }}{6.10^6}; = {2.10^6};left[ J right]]
Vậy độ biến thiên nội năng của khí là [Delta U = 2.10^6 [J]]
Bài trước:
- Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 173 sgk Vật Lí 10
Bài tiếp theo:
- Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 trang 186 187 sgk Vật Lí 10
Xem thêm:
- Để học tốt môn Toán 10
- Để học tốt môn Vật Lí 10
- Để học tốt môn Hóa Học 10
- Để học tốt môn Sinh Học 10
- Để học tốt môn Ngữ Văn 10
- Để học tốt môn Lịch Sử 10
- Để học tốt môn Địa Lí 10
- Để học tốt môn Tiếng Anh 10
- Để học tốt môn Tiếng Anh 10 [Sách Học Sinh]
- Để học tốt môn Tin Học 10
- Để học tốt môn GDCD 10
Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 179 180 sgk Vật Lí 10 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 10 tốt nhất!
“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“
Chào mừng bạn đến với PRAIM, - nền tảng thông tin, hướng dẫn và kiến thức toàn diện hàng đầu! Chúng tôi cam kết mang đến cho bạn một trải nghiệm sâu sắc và tuyệt vời về kiến thức và cuộc sống. Với Praim, bạn sẽ luôn được cập nhật với những xu hướng, tin tức và kiến thức mới nhất.