Giải chi tiết Câu 1.29 Bài 2. Định luật 1 của nhiệt động lực học (trang 10, 11, 12) – SBT Vật lí 12 Cánh diều. Tham khảo: Áp dụng công thức tính công suất và biến thiên nội năng.
Câu hỏi/Đề bài:
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 atm tương đương với 101,3 J.
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức tính công suất và biến thiên nội năng
Lời giải:
Từ định luật 1 của nhiệt động lực học, ta có: ∆U = Q + A
Chất khi 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 = Fh = pSh = P.∆V = 1.(5-10) = -5 (atm) = -506,5 (J) -507 (J).
Độ biến thiên nội năng: ∆U = 400 – (-507)= 907 J.