Chủ đề 2: Nguyên lí 1 nhiệt động lực học

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 11 tháng 3 2020 lúc 15:18:52

- Nguyên lí I nhiệt động lực học:

Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được:

ΔU = A + Q

- Chú ý:

+ Quá trình đẳng tích: ΔV=0 ⇒ A = 0 nên ΔU = Q.

+ Quá trình đẳng nhiệt: ΔT=0 ⇒ Q = 0 nên ΔU = A.

+ Quá trình đẳng tích:

Công giãn nở: A = pΔV.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một lượng khí ở áp suất 2.10⁴ N/m² có thể tích 6 lít. Được đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích 8 lít. Tính:

a. Công do khí thực hiện.

b. Độ biến thiên nội năng của khí. Biết khi đun nóng khí nhận được nhiệt lượng 100J.

Hướng dẫn:

a. Với p = 2.10⁴ N/m² và ΔT = 2.10^-3 m³.

⇒ Công do khí thực hiện là: A = pΔV = 40J.

Vì nhận nhiệt lượng nên công (Q > 0) nên: A = - 40J.

b. Với Q = 100J và A = - 40J thì độ biến thiện nội năng của khí là:

ΔU = A + Q = 100 - 40 = 60J.

Bài 2: Một khối khí có áp suất p = 100 N/m², thể tích V₁ = 4m³, nhiệt độ t₁ = 27°C được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t₂ = 87°C. Tính công do khí thực hiện.

Hướng dẫn:

PT trạng thái khí lí tưởng: p₁ = p₂ = p

Do đó công do khí thực hiện là:

Bài 3: Một động cơ nhiệt lí tưởng hoạt động giữ 2 nguồn nhiệt từ 100°C và 24,5°C thực hiện công 2kJ.

a. Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng mà nó truyền cho nguồn lạnh.

b. Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất động cơ đạt 25% ?

Hướng dẫn:

a. Hiệu suất của động cơ:

⇒ Nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng là: Q₁ = A/H = 10 kJ.

⇒ Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguồn lạnh: Q₂ = Q₁ - A = 8 kJ.

b. Hiệu suất động cơ đạt 25% nên:

Bài 4: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2.10⁵ N/m² được nung nóng đẳng áp từ 30°C đến 150°C. Tính công do khí thực hiện trong quá trình trên.

Hướng dẫn:

Trong quá trình đẳng áp, ta có: