Bài tập Nguyên lí i nhiệt động lực học

BÀI TẬP NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 1: Một mol khí dãn nở nh/độ không đổi T=310 K từ thể tích ban đầu V1 = 12 lít tới thể tích V2 = 19 lít.Tính : a/ Công khí thực trình dãn nở b/ Công khí thực trình nén từ 19 lít đến 12 lít a/ Gọi A công mà hệ nhận vào: V2 A   P  dV Công hệ thực : V1 V2 A   A  RT ln  V1 , m J  19l  A,  1mol   8,31 310 K ln  1180 Joule   mol.K  12l  b/ V1= 19 lit ;V2 = 12 lit V2 A   A  RT ln  V1 , m J  12l  A  1mol   8,31  1180 Joule   310 K  ln mol.K  19l  Bên ngòai phải thực công 1180J để nén khối khí , Bài 2: Có 10 g oxy áp suất at,nhiệt độ 10 C Người ta đốt nóng (7.13/ 93) đẳng áp cho dãn nở đến thể tích 10 lít.Hỏi : a/ Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí b/ Độ biến thiên nội c/ Công khối khí sinh dãn nở m  10 g  103 kg i5   32kg / kmol P  3at  3.9,81.10 N / m U  ? A? V  10l  102 m3 Đẳng áp Q ? P1  P2  P a/ Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí : Phương trình trạng thái với m (kg) khí : PV2  m PV2  RT2  T2   11300 K T  1130  283  847 K  mR Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí : m mi2 Q  CP T    R T2  T1     102.7.8, 31.103 Q T  7.623 Joule 32.2 b/ Biến thiên nội : 102  kg  m iR U  R T  8,31.103.T  5498,8 Joule  32  kg / kmol  c/ Công khối khí sinh : Ng/lý I →A = U - Q A, Q: công nhiệt hệ nhận A,   A  Q  U   7623  5498,8   2124, Joule Bài 3: Người ta dãn đọan nhiệt không khí cho thể tích khối khí tăng gấp đôi Tính nhiệt độ cuối trình Biết nhiệt độ ban đầu 00 C V2  2V1 T1  273 K t2  ? Quá trình đọan nhiệt  1  1 TV  1  const  TV  T V 1 2  V1  T2  T1    V2  V2  2V1 1,4 1 1 T2  273   2   1 CP i    1, CV i 273   207 K 1,32 t2  66 C C Nhận nhiệt nên thể Cho 6,5 g hidro nhiệ t độ 27 Bài 4: tích nở gấp đôi, điều kiện áp suất không đổi.Tính : (7.9/ 92) a/ Công khối khí sinh b/ Độ biến thiên nội khối khí c/ Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí m  6,5 g  6,5.103 kg T1  27  273  300 K V2  2V1   2kg / kmol A  ?; U  ?; Q  ? V2  2V1 Dãn đẳng áp V2 T2  T1  2T1  T  2T1  T1  T1 V1 V V1 V2  const   T T1 T2 3 6,5.10 A,  PV  RT1  8,31.103.300  8,1.103 J  m Pt.trạng thái: PV  m  RT b/ Độ biến thiên nội : m iR m iR U  T  T2  T1    V2  2V1 m iR U  T1  20, 25.103 J  c/ Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí : Ng/lý I : Q  U  A  U  A,  28,3.103 J Bài 5: Một bình kín chứa 14 g khí nitơ áp suất at nhiệt độ 270C (7.9/ 91) Sau hơ nóng, áp suất bình lên đến at Hỏi : a/ Nhiệt độ khối khí sau hơ nóng b/ Thể tích bình c/ Độ tăng nội a/ Nhiệt độ sau hơ nóng : P1 P2 Quá trình đẳng tích :   T1 T2 b/ Thể tích bình : Ph/t trạng thái P2 T2  T1  1500 K P1 m RT V  12, 72  lit   P c/ Độ biến thiên nội : m iR U  T  T  12, 46.10  1 J   Bài 6: Người ta cung cấp 20,9 J nhiệt lượng cho khí lý tưởng,thểâ tích khối khí nở từ 50,0 đến 100 cm3 áp suất giữ không đổi 1,00 atm Nội khí biến thiên ? Biết Q ,V1V2 ,(m/µ); Tính U : Quá trình đẳng áp Nguyên lý I nhiệt động U  Q  A' Q  A '  U Hệ sinh công : A'  PV  1, 013.105 100  50 106  5, 065 J A'  5, J U  Q  A'  20,9  5,  15,9 J ?? Tìm tỷ số (Hệ số Poatxong): CP  ? CV m iR m U  A  Q  Q  T  CV T  n.CV T (2.5)   V2 Đẳng tích : V   A    PdV  V1 Q m  CP T  nCP T (2.6) Q CP CP 20,     1,3 U  iR  CV 15,9    2 Bài 6: Một lít khí có  =1,3 nhiệt độ 273 K áp suất atm Nó nén tức thời tới nửa thể tích ban đầu a/ Tìm áp suất nhiệt độ cuối khối khí b/ Khí làm lạnh đẳng áp trở lại nhiệt độ 273 K Thể tích cuối ? a/ Nén tức thời  Quá trình đoạn nhiệt    V1  P2  P1    P1.21,3  V2  P1  1atm  PV 1  PV 2 PV PV 1  2 T1 T2 P2  2, 46atm 1atm.1l 2, 46atm.0,5l  273 T2 T2  273.2, 46.0,5  336 K b/ Làm lạnh đẳng áp đến 273 K : V2 V3  T2 T3 T3 336 V3  V2  0,5l  0, 6lit T2 273 ... m  6, 5 g  6, 5 .10 3 kg T1  27  273  300 K V2  2V1   2kg / kmol A  ?; U  ?; Q  ? V2  2V1 Dãn đẳng áp V2 T2  T1  2T1  T  2T1  T1  T1 V1 V V1 V2  const   T T1 T2 3 6, 5 .10 A,... 2V1 T1  273 K t2  ? Quá trình đọan nhiệt  1  1 TV  1  const  TV  T V 1 2  V1  T2  T1    V2  V2  2V1 1, 4 1 1 T2  273   2   1 CP i    1, CV i 273   207 K 1, 32... trình đoạn nhiệt    V1  P2  P1    P1. 21, 3  V2  P1  1atm  PV 1  PV 2 PV PV 1  2 T1 T2 P2  2, 46atm 1atm.1l 2, 46atm.0,5l  273 T2 T2  273.2, 46. 0,5  3 36 K b/ Làm lạnh đẳng áp