Người ta nén khối khí bằng một công cơ học 25J. Khối khí nóng lên và truyền nhiệt lượng 17J ra môi trường xung quanh. Trong quá trình này, nội năng khối khí

Theo nguyên lí I nhiệt động lực học \(\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ U}=\text{A}+\text{Q}\), câu nào sau đây phù hợp với quá trình nhận nhiệt sinh công của một lượng khí

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

Một nhân viên pha chế một mẫu trà sữa bằng cách trộn các chất lỏng lại với nhau, gồm: nước trà đen (mẫu T ), nước đường nâu (mẫu D ) và sữa tươi (mẫu S ). Các mẫu chất lỏng này chỉ trao đổi nhiệt lẫn nhau mà không gây ra các phản ứng hóa học. Bỏ̉ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Nhiệt độ trước khi trộn của mẫu \(\mathrm{T}, \mathrm{mẫu} \mathrm{D}\) và mẫu S lần lượt là \(22^{\circ} \mathrm{C}, 25^{\circ} \mathrm{C}\) và \(30^{\circ} \mathrm{C}\). Khối lượng của mẫu T , mẫu D và mẫu S lần lượt là \(\mathrm{m}_{\mathrm{T}}(\mathrm{kg}), \mathrm{m}_{\mathrm{D}}(\mathrm{kg})\) và \(\mathrm{m}_{\mathrm{S}}(\mathrm{kg})\). Biết rằng:

Khi trộn mẫu T với mẫu D với nhau thì nhiệt độ cân bằng của hệ là \(24^{\circ} \mathrm{C}\).

Khi trộn mẫu D với mẫu S với nhau thì nhiệt độ cân bằng của hệ là \(28^{\circ} \mathrm{C}\).

Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm với lực đẩy 20 N. Tính độ biến thiên nội năng của khí.

Nội năng của một vật gồm tổng …(1)… phân tử và …(2)… của phân tử cấu tạo nên vật. (1) và (2) lần lượt là

Một cốc nước nóng và một cốc nước lạnh chứa lượng nước như nhau. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với cốc và môi trường. Rót một nửa lượng nước trong cốc nước nóng vào cốc nước lạnh, khi xảy ra cân bằng nhiệt thì nhiệt độ cốc nước lạnh tăng thêm \(17,5^{\circ} \mathrm{C}\). Tiếp tục rót một nửa của lượng nước còn lại trong cốc nước nóng vào cốc nước lạnh, khi xảy ra cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của cốc nước lạnh tiếp tục tăng thêm

Một lò nung đang bị hư màn hình hiển thị nhiệt độ lò. Để xác định nhiệt độ của lò nung, một người công nhân đã lấy một mẫu sắt 100 g đang nung trong lò ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa \(1,06 \mathrm{~kg}\) nước ở \(25^{\circ} \mathrm{C}\), khi có cân bằng nhiệt xảy ra thì nhiệt độ của nước là \(35^{\circ} \mathrm{C}\). Biết nhiệt dung riêng của sắt và nước lần lượt là \(460 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\) và \(4200 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và nhiệt lượng kế; sự bay hơi của nước. Tính nhiệt độ của lò nung theo đơn vị Kelvin (làm tròn đến hàng đơn vị).

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 khối khí lí tưởng được chứa trong xi lanh có pit tông di chuyển được. Khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 400 J khối khí dãn nở và đẩy pit tông di chuyển, làm thể tích của khối khí tăng thêm 0,4 lít. Biết áp suất của khối khí là \({{2.10}^{5}}\) Pa và không đổi trong quá trình khối khí dãn nở.

Độ biến thiên nội năng của khối khí bằng

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

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\%.

Một vật đang được làm lạnh sao cho thể tích của vật không thay đổi. Nội năng của vật

Nội năng của một vật 

Máy đun nước nóng tự động có công suất định mức 2 000 W . Nước được làm nóng khi đi qua buồng đốt của bình. Nước chảy qua buồng đốt với lưu lượng 30 lít/giờ. Cho nhiệt dung riêng, khối lượng riêng, khối lượng mol của nước lần lượt là \(4180 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K}), 997\) \(\mathrm{kg} / \mathrm{m}^{3}, 18 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}\).

Nếu nhiệt độ của nước khi đi vào buồng đốt là \(20^{\circ} \mathrm{C}\) thì nhiệt độ của nước khi ra khỏi buồng đốt là bao nhiêu \({ }^{\circ} \mathrm{C}\) (làm tròn đến hàng phần mười), khi máy hoạt động đúng công suất định mức? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.

Nếu tăng nhiệt độ của một hệ mà không làm thay đổi thể tích của nó thì nội năng của nó

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 \(\mathrm{p}, \mathrm{V}, \mathrm{T}\).

Dưới đây là sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy lạnh. Khi mở máy, dàn nóng hoạt động, gas (chất làm lạnh) ở dạng lỏng từ dàn nóng sẽ di chuyển qua van tiết lưu để chuyển thành dạng khí, bay hơi và tạo thành khí lạnh. Ở dàn lạnh của điều hòa, quạt gió sẽ thổi khí lạnh xung quanh các ống đồng và truyền vào phòng, nhờ cơ chế hoạt động này mà làm giảm được nhiệt độ trong phòng. Khí lạnh sau đó được hút về máy nén, máy này sẽ nén khí lạnh từ áp suất thấp trở thành áp suất cao và nóng. Gas áp suất cao sau khi chạy qua dàn nóng của máy lạnh sẽ được được làm mát bởi quạt gió và lá nhôm tản nhiệt. Sau đó, nó sẽ lại chuyển qua van tiết lưu một lần nữa. Quá trình này tiếp tục lặp đi lặp lại cho đến khi máy lạnh được tắt.

Trong hoạt động của máy lạnh, để tải nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp (phòng lạnh) đến nơi có nhiệt độ cao (môi trường). Năng lượng để làm công việc này là

Nhiệt độ của nước thích hợp để tắm cho trẻ sơ sinh là khoảng 36 °C. Để chuẩn bị được 30 lít nước ở nhiệt độ này, người ta sử dụng hai nguồn nước: một phần là nước đang sôi (100 °C) và phần còn lại là nước ở nhiệt độ 20 °C. Lấy khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít; bỏ qua sự thay đổi khối lượng riêng của nước theo nhiệt độ và sự trao đổi nhiệt với môi trường. Khối lượng nước sôi cần dùng để pha 30 lít nước ở 36 °C bằng bao nhiêu kg?

Lò sưởi điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt năng để làm ấm không gian. Một lò sưởi điện công suất \(\mathrm{P}=500 \mathrm{~W}\) hoạt động trong \(\mathrm{t}=2\) giờ. Giả sử hiệu suất của lò sưởi là \(\eta=90 \%\) ( \(10 \%\) năng lượng bị hao phí dưới dạng năng lượng không dùng để sưởi ấm). Lượng nhiệt được tạo ra để làm ấm không khí trong phòng sẽ được tính theo công thức: \(\mathrm{Q}=\mathrm{P} . \mathrm{t}\). \(\eta\).

Nếu nhiệt dung riêng của không khí là \(\mathrm{c}=1005 \mathrm{~J} /(\mathrm{kgK})\) và khối lượng không khí trong phòng là \(\mathrm{m}=50 \mathrm{~kg}\), thì nhiệt độ không khí trong phòng sẽ tăng thêm xấp xỉ bao nhiêu độ sau 2 giờ?

Nội năng của khối khí giảm 15 J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 35 J. Khi đó, khối khí đã:

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