Giải SBT Vật lý 12 Cánh diều Bài 2: Định luật 1 của nhiệt động lực học có đáp án
17 câu hỏi
Phát biểu nào sau đây về nội năng là không đúng?
A. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
B. Nội năng của một vật có thể bị biến đổi bằng quá trình truyền nhiệt hoặc thực hiện công.
C. Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
D. Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt được gọi là công.
Đáp án đúng là D
Độ biến thiên nội năng ΔU = A + Q.
Phát biểu nào sau đây về nhiệt lượng là không đúng?
A. Một vật lúc nào cũng có nội năng do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng.
B. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng.
C. Nhiệt lượng không phải là nội năng.
D. Nhiệt lượng là phần nội năng vật tăng thêm hoặc giảm đi khi nhận được từ vật khác hoặc truyền cho vật khác.
Đáp án đúng là A
Một vật lúc nào cũng có nội năng nhưng chưa chắc đã có nhiệt lượng.
Nội năng của một vật
A. phụ thuộc vào động năng của chuyển động của vật.
B. phụ thuộc vào động năng chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật.
C. bằng không khi vật ở thể rắn.
D. tăng khi vật chuyển động.
Đáp án đúng là B
Nội năng của một vật phụ thuộc vào động năng chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật.
Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Độ biến thiên nội năng của một vật là độ biến thiên nhiệt độ của vật đó.
B. Nội năng được gọi là nhiệt lượng.
C. Nội năng là phần năng lượng vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.
D. Có thể làm thay đổi nội năng của vật bằng cách thực hiện công.
Đáp án đúng là D
Có hai cách làm thay đổi nội năng đó là thực hiện công hoặc truyền nhiệt.
Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nội năng là một dạng năng lượng.
B. Nội năng là một dạng nhiệt lượng.
C. Nội năng của vật A lớn hơn nội năng của vật B thì nhiệt độ của vật A cũng lớn hơn nhiệt độ của vật B.
D. Nội năng của vật chỉ thay đổi trong quá trình truyền nhiệt, không thay đổi trong quá trình thực hiện công.
Đáp án đúng là A
Nội năng là một dạng năng lượng.
Khi so sánh nhiệt độ của các vật không thể so sánh gián tiếp thông qua nội năng.
Nội năng thay đổi thông qua một trong hai quá trình hoặc cả hai đó là thực hiện công và truyền nhiệt
Trường hợp nào dưới đây làm biến đổi nội năng không do thực hiện công?
A. Đun nóng nước.
B. Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm.
C. Cọ xát hai vật với nhau.
D. Nén khí trong xilanh.
Đáp án đúng là A
Đun nóng nước là quá trình thay đổi nội năng bằng cách truyền nhiệt.
Cách nào sau đây không làm thay đổi nội năng của vật?
A. Làm lạnh vật.
B. Đưa vật lên cao.
C. Đốt nóng vật.
D. Cọ xát vật với mặt bàn.
Đáp án đúng là B
A, C làm thay đổi nội năng bằng cách truyền nhiệt
D làm thay đổi nội năng bằng cách thực hiện công.
Biểu thức mô tả đúng quá trình chất khí vừa nhận nhiệt lượng, vừa nhận công là:
A. ΔU=A+Q(A>0,Q<0).
B. ΔU=A+Q(A<0,Q>0).
C. ΔU=A+Q(A>0,Q>0).
D. ΔU=Q(Q>0).
Đáp án đúng là C
Q > 0 vật nhận nhiệt lượng, A > 0 vật nhận công.
Trong quá trình chất khí nhận nhiệt lượng và sinh công thì A và Q trong biểu thức △U = Q + A phải thoả mãn điều kiện nào sau đây?
A. Q < 0, A > 0.
B. Q > 0, A < 0.
C. Q > 0, A > 0.
D. Q < 0, A < 0.
Đáp án đúng là B
Q > 0 vật nhận nhiệt lượng, A < 0 vật thực hiện công.
Nếu tăng nhiệt độ của một hệ mà không làm thay đổi thể tích của nó thì nội năng của nó
A. tăng.
B. giảm.
C. ban đầu tăng, sau đó giảm.
D. luôn không đổi.
Đáp án đúng là A
Tăng nhiệt độ làm cho chuyển động của các phân tử hệ nhanh hơn, va chạm nhiều hơn, động năng phân tử tăng lên, dẫn đến nội năng tăng.
Nếu làm tăng thể tích của một lượng khí và giữ cho nhiệt độ của lượng khí không đổi thì nội năng của nó
A. tăng
B. giảm.
C. ban đầu tăng, sau đó giảm.
D. luôn không đổi.
Đáp án đúng là B
Tăng thể tích làm cho khoảng cách giữa các phân tử thay đổi, thế năng phân tử giảm, nội năng giảm.
Đốt nóng khí trong xilanh và giữ sao cho thể tích của khí không đổi. Gọi Q, A và DU lần lượt là nhiệt lượng, công và độ tăng nội năng của hệ. Định luật 1 của nhiệt động lực học được viết dưới dạng nào sau đây?
A. Q = ∆U + A.
B.Q = ∆U – A.
C. Q = A.
D. Q = ∆U.
Đáp án đúng là D
Thể tích không đổi nên hệ không thay đổi về công, chỉ có thay đổi về nhiệt lượng do được đốt nóng. Định luật 1 của nhiệt động lực học khi đó được biểu diễn Q = ∆U.
Hãy chứng tỏ nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
Khi nhiệt độ thay đổi thì động năng của các phân tử cấu tạo nên vật thay đổi mà động năng của các phân tử là thành phần của nội năng. Do đó, nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.
Khi thể tích thay đổi thì khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên vật thay đổi làm cho thế năng tương tác giữa chúng thay đổi. Vì thế năng tương tác giữa các phân tử là thành phần của nội năng nên nội năng cũng phụ thuộc vào thể tích của vật.
Một quả bóng có khối lượng 100 g rơi từ độ cao 10,0 m xuống sân và nảy lên được 7,00 m. Tại sao nó không nảy lên được đến độ cao ban đầu? Tính độ biến thiên nội năng của quả bóng, sân và không khí. Lấy g = 9,8 m/s2.
Do trong quá trình va chạm với mặt đất, một phần năng lượng đã chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, năng lượng âm thanh,… nên quả bóng không nảy len được đến độ cao ban đầu.
∆U = mgh1 – mgh2 = 0,1.9,8.(10 – 7) = 2,94 J.
Một chất khí đựng trong bình hình trụ được lắp một pít-tông có thể chuyển động không ma sát trong bình. Khi hấp thụ một năng lượng nhiệt 400 J từ môi trường bên ngoài, chất khí trong bình giãn nở dưới áp suất bên ngoài không đổi là 1,00 atm từ thể tích 5,00 lít đến 10,0 lít. Xác định độ biến thiên nội năng của khí trong bình. Cho biết 1 l.atm tương đương với 101,3 J.
Từ định luật 1 của nhiệt động lực học, ta có: ∆U = Q + A
Chất khí thực hiện công để thắng được áp suất bên ngoài: A = F.h (h là quãng đường dịch chuyển của pít-tông trong bình, F là lực tác dụng lên pít-tông; F = p.S với p là áp suất tác dụng lên pít-tông, S là tiết diện của bình).
A = F.h = pSh = pDV = 1.(5 - 10) = -5 l.atm = -506,5 J.
Độ biến thiên nội năng: DU = 400 – (–506,5) = 906,5 J
Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho khối khí đựng trong xilanh nằm ngang. Khí trong xilanh nở ra đẩy pít-tông đi một đoạn 5,0 cm. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí. Biết lực ma sát giữa pít-tông và xilanh có độ lớn là 20,0 N.
A = FS = 20.0,05 = 5 = 1J; DU = 1,5 - 1 = 0,5 J.
Viên đạn chì có khối lượng 50 g, bay với tốc độ v0 = 360 km/h. Sau khi xuyên qua một tấm thép, tốc độ giảm xuống còn 72 km/h. Tính lượng nội năng tăng thêm của đạn và thép.
Xét hệ gồm đạn và thép. Khi viên đạn xuyên qua tấm thép thì tấm thép tác dụng vào viên đạn một lực. Lực này sinh công làm giảm động năng của đạn. Về độ lớn, công của lực F bằng độ giảm động năng của đạn.
Theo định luật 1 của nhiệt động lực học: ∆U = A + Q.
Vì Q = 0 nên ΔU=12mv02−v2=240 J
∆U > 0 nên nội năng của hệ đạn và thép tăng thêm một lượng 240 J.
