Bài tâp:Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học (nâng cao)

Tiết 83- Bài tập-Lớp 10-KHTNÁp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng Giáo viên thực hiện: Trần Viết Thắng Trường THPT Chu Văn An Thái Nguyên... Kiến thức: - Nhớ, vận dụn

Tiết 83- Bài tập-Lớp 10-KHTN

Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học

cho khí lí tưởng

Giáo viên thực hiện: Trần Viết Thắng

Trường THPT Chu Văn An Thái Nguyên

Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng

A Mục tiêu bài học

1 Kiến thức:

- Nhớ, vận dụng được công thức tính công của khí lí tưởng trong các quá trình biến đổi

để giả các bài tập.

2 Kỷ năng:

- Biết tính công khí thực hiện theo đồ thị p – T

- Biết tính công mà khí thực hiện, nhiệt lượng trao đổi, độ biến thiên nội năng.

Tiết 83- Bài tập-Lớp 10-KHTN

Kiểm tra bài cũ: Điền các hệ thức thích hợp vào bảng sau.

Quá

trình Dữ kiện Biểu thức NL I Tính U Tính A Tính Q

Đẳng

tích

Đẳng

áp

Đẳng

Nhiệt

Chu

trình

U = Q

U = Q

do truyền nhiệt

V = const

A = 0

P = const

A ≠ 0

Q ≠ 0

T = const

U = const

A ≠ 0

Q ≠ 0

Trạng thái cuối  đầu

U = Q + A U = Q + A

U = 0

U = 0

A = 0

A’ = p(V2-V1)

A = - A’

Q = - A

Q = - A

(của cả chu trình)

Q = - A (nếu cho biết A)

Q = cm t

Q = U

Q = cm t

Q = Lm Q=m Q=U - A Chưa học

CT Đoán biết qua

đồ thị p-T

Tính A, Q cho mỗi quá trình trên A = - A’.( A’ bằng diện tích

V 1

2

p2

p1

O V1

a Quá trình đẳng tích

Q = U

V = 0  A = 0 

* Q > 0  U > 0

* Q < 0  U < 0

b Quá trình đẳng áp

V ≠ 0  A ≠ 0 

V

p

V

p

O V

A’

A = - A’ = - p(V2 – V1)

Q = U + A’

Cần nhớ

Cần nhớ

d Chu trình

Q = Q1 – Q2

Q = - A

c Quá trình đẳng nhiệt

Do T không đổi  U = 0

Q = - A = A’

p

V

1

2

p1

p2

O V1 V2

p

V

a b

p1

p2

O V1 V2

A’

1

2

Bài tập 1

1.Câu nào sau đây là đúng? Nội năng của khí lí tưởng:

A Bao gồm động năng CĐ nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng, và phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích

B Bao gồm động năng CĐ nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng, và phụ thuộc vào nhiệt độ, thể tích và áp suất

C Là thế năng tương tác giữa các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích

D Là động năng chuyển động của các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ

D Là động năng chuyển động của các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ

Bài tập 2

2 Gọi Q nhiệt lượng truyền cho khí, A, A’ là công mà chất khí nhận

từ ngoài và thực hiện lên vật khác, U là độ tăng nội năng của khí

Câu nào sau đây nói về biểu thức nguyên lí I NĐLH là không đúng?

A Q = A’ (Quá trình đẳng nhiệt)

B U = Q + A (Quá trình đẳng tích)

C A’ + Q - U (Quá trình đẳng áp)

D Q = A’ (Chu trình )

Bài tập 3

3 Một lượng khí được dãn từ thể tích V1 đến V2 (V2 > V1) Quá trình lượng khí thực hiện công ít nhất là:

A Dãn đẳng tích rồi dãn đẳng áp

B Dãn đẳng nhiệt rồi dãn đẳng tích

C Dãn đẳng áp rồi dãn đẳng nhiệt

D Dãn đẳng nhiệt rồi dãn đẳng áp

A Dãn đẳng tích rồi dãn đẳng áp

Bài tập 4

4 Có 1,4 mol khí lí tưởng ở 300 K, cung cấp cho khí nhiệt lượng 1000J, khi đun nóng đẳng áp đến nhiệt độ 350 K Sau đó làm lạnh đẳng tích đến nhiệt độ ban đầu, rồi nén đăng nhiệt về trạng thái ban

đầu

a.Vẽ đồ thị của chu trình trong hệ toạ độ p-V

b.Tính công A’ khí thực hiện trong quá trình đẳng áp

c.Tính độ biến thiên nội năng ở mỗi quá trình

d.Tính nhiệt lượng khí nhận trong quá trình đẳng tích

bài tập 4

V O

3

p1

p3

V1 V2

a Đồ thị như hình vẽ

12: đẳng áp 23: đẳng tích 31: đẳng

nhiệt T

1= T3 = 300K, p1= p2, V2 = V3.

b A’12= p1(V2 – V1) = p1 V

p1V1=RT1

p2V2=RT2  A’12= p1 V= R(T2 –T1) = 581,7J

c Quá trình 12: U = U2 – U1 = Q + A = Q – A’= 418,3J

Quá trình 23: A = 0; U = U3 – U2 = U1 – U2 = - 418,3J

Quá trình 31: U = 0

Bài tập 5 (số 2 SGK)

(1): p1,V1-(2): p2 = p1/2; V2 = 2V1-(3): V3 = 3V1

Vẽ đồ thị So sánh công ?

12: đẳng nhiệt 23: đẳng áp

* Đồ thị

* A12 > A23

4 V(lit)

P(atm)

O

1

4

2 3

1

0,5 0,25

1lit 2lit

Bài tập 6 (số 3 SGK)

V1=1lit; p1=1atm -V2=2lit-p2=½p1, V3=V2- V4 = 4lit

Vẽ đồ thị p -V So sánh công A12, A23, A34 ?

12: dãn đẳng nhiệt 23: làm lạnh 34 dãn đẳng áp

* Đồ thị

Giải: Không cần đổi đơn vị

* A23=0 (vì V2=V3)

* A12 > A34

Vì S(122lit1lit1) > S(344lit2lit3) 4lit V(lit)

P(atm)

O

1

4

2 3

1

0,5 0,25

1lit 2lit

Bài tập 7 (số 4 SGK)

V

P

O

A

p1= p2

B

T1=300K T2

2,5 mol một chất khí lí tưởng ở 300K Nung nóng đẳng áp thể tích tăng gấp 1,5 lần Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình Q = 11,04kJ Tính công mà khí thực hiện và độ tăng nội năng

Giải Theo ĐL Gay-luy-xac

K T

T V

V

T

T

450 5

, 1 5

,

1

2 1

2











Theo pt Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ep

pV1=2,5RT1

pV2=2,5RT2  p(V2 –V1) =2,5R(T2 – T1)

Do đó A’ = 2,5R(T2 – T1) = 3,12kJ

Q = U + A = U – A’ U = Q – A’ = 7,92kJ