Nếu ba mẫu khí lý tưởng giống hệt nhau được chuyển từ trạng thái đầu I sang trạng thái cuối F dọc theo các con đường IAF, IF, và IBF như được hiển thị trong biểu đồ pVpV ở trên, điều nào sau

Phương pháp giải:

Phân tích đồ thị hình vẽ

Vận dụng lí thuyết nội năng và các quá trình biến đổi trạng thái

Giải chi tiết:

Trong nhiệt động lực học, nội năng (U) là một hàm trạng thái. Điều này có nghĩa là giá trị của nội năng chỉ phụ thuộc vào trạng thái hiện tại của hệ (tại các điểm trên biểu đồ pV) mà không phụ thuộc vào con đường hay cách thức mà hệ đạt đến trạng thái đó.Phân tích các lựa chọn:Đáp án B: Vì cả ba quá trình đều bắt đầu tại cùng một trạng thái đầu II và kết thúc tại cùng một trạng thái cuối F, nên độ biến thiên nội năng ΔU=U_F-U_I phải giống hệt nhau cho cả ba con đường IAF, IF, và IBF. Đây là phát biểu luôn đúng.Đáp án A: Theo nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học: Q=ΔU+A (trong đó A là công mà chất khí thực hiện). Công A được tính bằng diện tích dưới đường biểu diễn trong sơ đồ pVpV. Ta thấy diện tích dưới đường IBF là lớn nhất, sau đó đến IF và cuối cùng là IAF. Vì A khác nhau cho mỗi con đường trong khi ΔU là như nhau, nên nhiệt lượng Q hấp thụ cũng phải khác nhau. Do đó, (A) sai.Đáp án D và C: Trên đồ thị pV, các đường đẳng nhiệt và đoạn nhiệt thường là các đường cong (hyperbol). Đường IF trong hình là một đoạn thẳng, do đó nó không đại diện cho một quá trình đẳng nhiệt hay đoạn nhiệt thông thường. Vậy phát biểu chắc chắn đúng là độ biến thiên nội năng không đổi do điểm đầu và điểm cuối không đổi.