Bài thí nghiệm: Khảo sát định luật I nhiệt động lực học \(\Delta \mathrm{U}=\mathrm{Q}+\mathrm{A}\). Trong đó: \(\Delta \mathrm{U}\) : độ biến thiên nội năng của hệ; Q : nhiệt lượng hệ nhận vào/tỏa ra; A : công mà hệ thực hiện/ nhận.

Dụng cụ thí nghiệm: Một bình kín chứa khí có piston di động, nhiệt kế (thang đo từ \(0^{\circ} \mathrm{C}\) đến \(100^{\circ} \mathrm{C}\) ), áp kế để đo áp suất của khí, Hệ thống gia nhiệt (bếp điện hoặc nguồn nhiệt) công suất 50 W , thước đo độ cao để xác định quãng đường dịch chuyển của piston, đồng hồ bấm giờ.

Cho biết khối lượng piston và diện tích tiết diện của xi lanh \(\mathrm{S}=0,01 \mathrm{~m}^{2}\), hiệu suất cấp nhiệt là \(80 \%\).

Chuẩn bị ban đầu: Đặt piston di động ở trạng thái cân bằng, khí trong bình có thể tích ban đầu \(\mathrm{V}_{1}=1\) lít, nhiệt độ \(\mathrm{t}_{1}=25^{\circ} \mathrm{C}\), và áp suất \(\mathrm{p}_{1}=1 \mathrm{~atm}\). Ta bật nguồn cấp nhiệt. Ghi lại các giá trị \(\mathrm{p}, \mathrm{V}, \mathrm{T}\).

Một máy sấy tóc gồm có một cuộn dây làm nóng không khí và một quạt thổi không khí nóng ra ngoài. Biết nhiệt dung riêng của không khí là 990 J/(kg·K). Máy sấy lấy không khí từ phòng có nhiệt độ \(20~\), cuộn dây truyền nhiệt cho không khí với công suất 600 W và làm nóng không khí lên tới \(40~\).

Không khí nóng làm bay hơi nước trong tóc. Biết khối lượng nước trong tóc là \(110~\text{g}\), nhiệt lượng cần để tóc ướt nóng lên và nước bay hơi 1 g ở \(40~\) là 2200 J. Có 95% năng lượng máy sấy truyền cho không khí sẽ được truyền cho tóc ướt. Thời gian cần thiết để làm khô tóc là bao nhiêu phút (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một vật được làm nóng sao cho thể tích của vật không thay đổi thì nội năng của vật.

Người ta truyền cho một khối khí nhiệt lượng 900 J, khối khí nhận nhiệt đồng thời thực hiện một công 400 J. Khi đó nội năng của khối khí đó thay đổi như thế nào so với lúc đầu?

Ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và được trộn lẫn vào nhau trong một nhiệt lượng kế; chúng có khối lượng lần lượt là m₁ = 1 kg, m₂ = 10 kg, m₃ = 5 kg có nhiệt dung riêng lần lượt là c₁ = 2000 J/kgK; c₂ = 4000 J/kgK; c₃ = 2500 J/kgK và có nhiệt độ là t₁ = 6^∘;  t₂ = 20^∘;  t₃ = −60^∘. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường. Nhiệt độ của hỗn hợp khi xảy ra cân bằng nhiệt là

Nội năng của vật trong hình nào sau đây đang giảm?

Một động cơ nhiệt hoạt động giữa hai nguồn nhiệt. Nhiệt độ của nguồn nóng là 227 ^oC; nhiệt độ của nguồn lạnh là 27 ^oC. Trong mỗi chu trình, động cơ nhận từ nguồn nóng một nhiệt lượng Q₁ = 1200J.

Hiệu suất cực đại của động cơ nhiệt là

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai. 

Trong lĩnh vực công nghệ khí nén, người ta sử dụng điện năng để vận hành máy nén khí, nén một lượng lớn không khí vào một bình kín có vỏ kim loại chắc chắn, gọi là bình tích áp. Bình tích áp được trang bị van đóng mở, kết nối với ống dẫn khí. Ở cuối đường ống, khí nén sẽ cung cấp năng lượng cho các thiết bị như hệ thống phanh ô tô hoặc dụng cụ cơ khí như máy khoan bắt vít dùng trong sửa chữa ô tô, xe máy. Trong quá trình nén khí, động cơ điện liên tục hút không khí từ môi trường bên ngoài để nén vào bình. Khi khí nén được sử dụng để thực hiện các công việc như kích hoạt phanh ô tô hoặc vận hành trục khoan, một phần khí sẽ thoát ra môi trường. Giả sử một người thợ cơ khí sử dụng lượng điện năng để vận hành máy nén khí, máy có thể thực hiện được công 4500 J nén được \(4,2 \mathrm{~m}^{3}\) không khí vào bình tích áp dung tích 300 lít với hiệu suất đạt 88\%.

Khi năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật giảm thì

Một xi lanh thẳng đứng có một đầu kín và một đầu hở, bên trong có chứa một lượng khí hydrogen (xem là khí lí tưởng). Xi lanh được đậy kín nhờ một pit tông nhẹ, phía trên pit tông có một cột chất lỏng như hình vẽ bên. Lượng khí hydrogen luôn được cung cấp nhiệt chậm để giãn nở đẩy pit tông di chuyển từ từ. Khi toàn bộ chất lỏng bị tràn ra ngoài thì nhiệt lượng mà lượng khí hydrogen đã nhận được là 119 J. Biết rằng, thể tích ban đầu của chất lỏng bằng một nửa thể tích của lượng khí hydrogen và bằng thể tích của phần không khí chiếm trong xi lanh. Áp suất của cột chất lỏng là \(\dfrac{1}{9}{{\text{p}}_{0}}\) với \({{\text{p}}_{0}}={{10}^{5}}\) Pa là áp suất khí quyển. Bỏ qua mọi ma sát. Biết nội năng của n mol khí hydrogen ở nhiệt độ T (K) là \(\text{U}=\dfrac{5}{2}\text{nRT}\). Độ lớn công mà khối khí lí tưởng thực hiện để biến đổi từ trạng thái A sang trạng thái B bằng diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị biểu diễn sự biến đổi của áp suất theo thể tích \(\text{p}=\text{p}\left( \text{V} \right)\), trục hoành và hai đường thẳng \(\text{V}={{\text{V}}_{\text{A}}}\) và \(\text{V}={{\text{V}}_{\text{B}}}\).

Một lượng khí được nhốt trong một xin lanh như hình vẽ. Người ta thực hiện một công \(\mathrm{A}=200 \mathrm{~J}\) để nén lượng khí đó, biết nhiệt lượng lượng khí truyền cho môi trường xung quanh là 150 J . Độ biến thiên nội năng của lượng khí đó là.

Một khối khí lí tưởng được nhốt trong một xi lanh kín nằm ngang và đặt trong môi trường chân không (lí tưởng). Người ta cung cấp một nhiệt lượng 5J cho chất khí đựng trong một xylanh đặt nằm ngang trong chân không. Khí nở ra đẩy pit-tông di chuyển đều một đoạn 3 cm. Biết trong quá trình pit-tông di chuyển, lực ma sát giữa pit-tông và xylanh có độ lớn luôn không đổi và bằng 20 N. Độ biến thiên nội năng của khối khí theo đơn vị J bằng bao nhiêu ? (Làm tròn đến số thập phân thứ nhất)

Trong hệ thống làm mát của động cơ nhiệt, động cơ làm mát nhờ dòng chảy tuần hoàn của nước đi vào các chi tiết cần làm mát hấp thu nhiệt và đi ra các ống làm mát để giảm nhiệt độ. Cho rằng nhiệt độ của dòng nước khi đi ra khỏi các chi tiết cần làm mát là \(56^{\circ} \mathrm{C}\). Mỗi giờ có 50 kg nước bơm qua, biết nhiệt độ của nước trước khi vào máy là \(35^{\circ} \mathrm{C}\); nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K.

Nhiệt lượng mà nước thu vào trong mỗi giờ là

Một bạn học sinh dùng đèn cồn để làm nóng khối khí lí tưởng được chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín. Trong quá trình làm nóng khối khí, pit tông không bị dịch chuyển. Bỏ qua sự tỏa nhiệt của khối khí ra môi trường. Nhận định nào đúng trong các nhận định dưới đây?

Người ta nhỏ đều đặn các giọt nước nóng có nhiệt độ t từ một bình có nhiệt độ không đổi t₀ vào bình nhiệt lượng kế có chứa m₀ g nước, với tốc độ 60 giọt/phút. Khối lượng mỗi giọt như nhau và bằng 1g. Đồ thị hình vẽ biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong bình nhiệt lượng kế vào số giọt nước lỏng N nhỏ vào bình. Khi nhỏ các giọt nước nóng vào luôn khuấy đều để sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh và với nhiệt lượng kế.

Khối lượng m0 ban đầu của khối chất lỏng là bao nhiêu gam?

Một ấm nhôm khối lượng 700 g chứa 2 kg nước ở nhiệt độ 27 °C được đun nóng bằng một bếp điện có công suất không đổi và có 80% nhiệt lượng do bếp cung cấp được dùng vào việc đun nóng ấm nước. Sau 30 phút thì có 400g nước đã hóa hơi ở 100 °C. Biết nhiệt dung riêng của nước và của nhôm lần lượt là 4 200 J/(kg.K) và 880 J/(kg.K). Nhiệt hóa hơi riêng của nước ở 100 °C là \(2,{{3.10}^{6}}\) J/kg. Công suất cung cấp nhiệt của bếp điện bằng

Một vật được làm lạnh sao cho thể tích của vật không thay đổi thì nội năng của vật

Người ta cung cấp nhiệt lượng cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đầy pit-tông đi một đoạn 5 cm và nội năng của chất khí tăng 0,5 J. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xilanh là 20 N. Nhiệt lượng đã cung cấp cho chất khí là bao nhiêu Jun?

Nội năng của khối khí lí tưởng phụ thuộc vào

Hệ thức $∆$U = A + Q với A < 0, Q < 0 diễn tả cho quá trình nào của chất khí?

Một khối khí lí tưởng được chứa trong một xi lanh có pit tông di chuyển được. Người ta truyền cho khối khí một nhiệt lượng 170 J làm nội năng của khối khí tăng thêm 100 J. Khi đó, khối khí đã