Xét khối khí như trong Hình 3.4, nếu ta vừa dùng tay ấn mạnh và nhanh pit-tông, vừa nung nóng khí bằng ngọn lửa đèn

Giải Vật lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học

Câu hỏi 6 trang 25 Vật Lí 12: Xét khối khí như trong Hình 3.4, nếu ta vừa dùng tay ấn mạnh và nhanh pit-tông, vừa nung nóng khí bằng ngọn lửa đèn cồn thì nội năng của khí biến thiên như thế nào so với trường hợp không nung nóng? Vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, viết biểu thức liên hệ độ biến thiên nội năng của khối khí với công và nhiệt lượng mà khí nhận được

Lời giải:

Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:

Độ biến thiên nội năng (ΔU) của khí bằng tổng công (A) mà khí nhận được và nhiệt lượng (Q) mà khí nhận được:

ΔU = A + Q

Trong trường hợp này:

- Công (A) > 0 vì khí được nén.

- Nhiệt lượng (Q) > 0 vì khí được nung nóng.

Vậy:

- ΔU > 0 => Nội năng của khí tăng.

- Nung nóng khí khi nén sẽ làm tăng độ biến thiên nội năng của khí so với trường hợp không nung nóng. Biểu thức liên hệ độ biến thiên nội năng, công và nhiệt lượng là ΔU = A + Q.