Trong một hệ thống đun nước bằng năng lượng mặt trời, ánh sáng Mặt Trời được hấp thụ bởi nước chảy qua các ống trong một bộ thu nhiệt trên mái nhà. Ánh sáng Mặt Trời đi qua lớp kính trong suốt của bộ thu và làm nóng nước trong ống. Sau đó, nước nóng này được bơm vào bể chứa. Biết nhiệt dung riêng của nước là \(c_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=4200 \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~kg}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}\), khối lượng riêng của nước là \(D_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\).

Thực tế hệ thống chỉ hoạt động với hiệu suất \(30 \%\), nên chỉ \(30 \%\) năng lượng Mặt Trời được dùng để làm nóng nước. Để làm nóng 2 lít nước từ \(20^{\circ} \mathrm{C}\) đến \(100^{\circ} \mathrm{C}\) thì phải cung cấp nhiệt trong thời gian \(t\). Biết rằng cường độ ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống là \(I=1000 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{~m}^{-2}\), diện tích của bộ thu là \(S=3 \mathrm{~m}^{2}\). Công suất bức xạ nhiệt chiếu lên bộ thu nhiệt được cho bởi công thức sau: \(P=\) \(I \cdot S\). Tính \(t\) theo đơn vị phút (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).

 

Người ta thực hiện công 1000 J để nén khí trong một xilanh. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 200 J. Độ biến thiên nội năng của khí trong xi lanh là bao nhiêu J?

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

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

Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí xác định mà hệ không sinh công hay nhận công. Hiện tượng này xảy ra trong quá trình nào?

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?

Trong động cơ diesel của một xe bán tải loại Ranger raptor 4 xi lanh. Mỗi xi lanh có thể tích 0,875 lít. Trong động cơ diesel không có sự trộn sẵn giữa dầu diesel và không khí trước khi nén như trong động cơ xăng. Thay vào đó, quá trình diễn ra như sau:

1. Ở kỳ thứ nhất, không khí tự nhiên được hút vào động cơ ở nhiệt độ 27 ^oC và áp suất 1 atm.
2. Trong kỳ thứ hai, không khí trong xi lanh bị nén lại với tỉ số nén của thể tích là 14:1 và áp suất lên tới 45 atm, làm nhiệt độ trong buồng đốt tăng lên.
3. Sau khi nén xong, ở kỳ thứ 3 nhiên liệu diesel được phun trực tiếp vào buồng đốt thông qua kim phun.
4. Dưới áp suất và nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần tia lửa điện.

Biết hiệu suất của động cơ diesel là 45%. Biết rằng năng lượng sinh ra khi đốt cháy 1 lít dầu diesel là 35 MJ. Bỏ qua các quá trình trao đổi nhiệt với môi trường và với động cơ.

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

Hình bên mô tả máy hơi nước hay động cơ hơi nước, nó gồm ba bộ phận chính: 1 là nồi súp de, 2 là xi lanh và pít-tông, 3 là bình ngưng hơi. Khi máy hơi nước hoạt động, bình ngưng hơi

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

Đổ một lượng chất lỏng thứ nhất có khối lượng m, nhiệt dung riêng c, nhiệt độ t1 vào một chất lỏng thứ hai có khối lượng 2m, nhiệt dung riêng \(c/2\), nhiệt độ t₂ với t₂ > t₁. Hai chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau.

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)

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.

Công cơ học mà hệ sinh ra trong động cơ nhiệt ứng với hiệu suất cực đại là bao nhiêu?

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 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

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

Hệ thức của nguyên lí I nhiệt động lực học có dạng ΔU = Q ứng với quá trình nào được vẽ ở đồ thị hình bên?

Một khối khí lí tưởng được chứa trong một xi lanh nằm ngang cố định, được đậy kín bằng một pit tông có thể chuyển động. Khi khối khí trong xi lanh hấp thụ một nhiệt lượng 400 J, nó giãn nở và đẩy pit tông di chuyển đều. Quá trình biến đổi trạng thái của khối khí được biểu diễn bằng một đồ thị như hình bên dưới. Biết áp suất khí quyển là \({{\text{p}}_{0}}={{10}^{5}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ Pa}\), tiết diện của pit tông là \(\text{S}=50\text{ }\!\!~\!\!\text{ c}{{\text{m}}^{2}}\).

Trong quá trình biến đổi trạng thái của khối khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), độ biến thiên nội năng của khối khí bằng  

Một bình kín có vỏ cách nhiệt được chia làm hai phần bởi một lớp ngăn mỏng, cách nhiệt. Ở hai phần của bình, chứa hai chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và có các thông số sau:

Sau khi lớp ngăn được phá bỏ, nhiệt độ khi cân bằng của hỗn hợp là t (°C). Biết rằng, \(3\left( {{\text{t}}_{1}}-\text{t} \right)={{\text{t}}_{1}}-{{\text{t}}_{2}}\). Tỉ số \(\frac{{{\text{m}}_{1}}}{{{\text{m}}_{2}}}\) bằng

Hình bên là sơ đồ thí nghiệm của Joule, thí nghiệm này có thể minh họa cho định luật I của nhiệt động lực học. Khi hai vật nặng chuyển động làm cho trục quay quay, kéo theo các cánh cản quay, dẫn đến nước trong bình có nhiệt độ tăng lên. Như vậy, nước trong bình nhận công và

Một miếng đồng có khối lượng \(m_{\mathrm{Cu}}=75 \mathrm{~g}\) được làm nóng trong phòng thí nghiệm đến nhiệt độ \(312^{\circ} \mathrm{C}\). Sau đó, miếng đồng được thả vào một cốc thủy tinh chứa \(m_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=220 \mathrm{~g}\) nước. Nhiệt dung của cốc là \(c=45 \mathrm{cal} / \mathrm{K}\). Nhiệt độ ban đầu của nước và cốc là \(t_{0}=20^{\circ} \mathrm{C}\). Nhiệt dung riêng của đồng và nước lần lượt là \(c_{\mathrm{Cu}}=0,092 \mathrm{cal} \cdot \mathrm{g}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}\) và \(c_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=1,0 \mathrm{cal} \cdot \mathrm{g}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}\). Biết rằng chỉ có sự truyền nhiệt giữa nước, đồng và cốc là đáng kể và nước bốc hơi không đáng kể.

Nhiệt lượng mà lượng nước trên thu vào để đạt nhiệt độ cân bằng nhiệt là: