Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm tìm hiểu mối liên hệ giữa nội năng của một vật với
19/28
Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm tìm hiểu mối liên hệ giữa nội năng của một vật với năng lượng của các phân tử tạo nên vật.
Nhóm sử dụng bộ dụng cụ gồm: Xilanh (1); Pit-tông (2); Cảm biến nhiệt độ (3); Giá đỡ (4) (hình bên).
Tiến hành theo phương án: Lắp đặt các dụng cụ như hình bên, chuyển pit-tông về đầu phía trên của xilanh, đọc số chi của cảm biến nhiệt độ, đẩy mạnh pit-tông để nén khí trong xilanh, đọc số chỉ của cảm biến nhiệt độ sau khi nén khí. Kết quả thí nghiệm đo được nhiệt độ trước và sau khi nén là 22,2°C và 22,8°C.
Khi đẩy mạnh pit-tông để nén khí trong xilanh, khối khí nhận công và giảm nội năng.
Nhiệt độ của khí nén tăng chứng tỏ động năng của các phân tử khí tăng. Độ tăng động năng của các phân tử khí trong xi lanh lớn hơn độ giảm thế năng của chúng.
Động năng và thế năng của các phân tử khí trong xi lanh đều tăng nên nội năng của khối khí tăng.
Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí trong xilanh đã tăng thêm \({8.10^{ - 24}}\;{\rm{J}}\).
a) Sai. Khối khí nhận công nên tăng nội năng
b) Đúng. \({W_d}\~T\) và nội năng tăng \( \Rightarrow \) độ tăng động năng lớn hơn độ giảm thế năng
c) Sai. Thể tích khí giảm nên thế năng phân tử khí giảm (đối với khí lí tưởng thì luôn bằng 0 )
d) Sai. \({W_d} = \frac{3}{2}kT \Rightarrow \Delta {W_d} = \frac{3}{2}k\Delta T = \frac{3}{2} \cdot 1,38 \cdot {10^{ - 23}} \cdot (22,8 - 22,2) = 1,242 \cdot {10^{ - 23}}\;{\rm{J}}\)