VUI HỌC LÝ

I. NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.

ΔU = A + Q

Quy ước dấu:

Vận dụng nguyên lí I vào các đẳng quá trình của khí lí tưởng:

Xét một khối khí lí tưởng chuyển từ trạng thái 1 (p1,V1,T1) sang trạng thái 2 (p2,V2,T2).

• Quá trình đẳng nhiệt (Q = 0): ΔU = A

Độ biến thiên nội năng bằng công mà hệ nhận được. Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thực hiện công.

• Quá trình đẳng tích (A = 0): ΔU = Q

Độ biến thiên nội năng bằng nhiệt lượng mà hệ nhận được. Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt.

• Quá trình đẳng áp (A ≠ 0, Q ≠ 0): ΔU = A + Q

Độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.

Trong đó, công của hệ (nhận được/thực hiện) trong quá trình đẳng áp là:

A = - A’ = - p.ΔV = - p.(V2 - V1)

II. NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

1) Cách phát biểu của Clausius

Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.

2) Cách phát biểu của Carnot

Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.

• Vận dụng giải thích nguyên tắc cấu tạo của động cơ nhiệt

Mỗi động cơ nhiệt đều phải có ba bộ phận cơ bản:

• Nguồn nóng: cung cấp nhiệt lượng Q1.
• Bộ phận phát động: nhận nhiệt Q1 và sinh công A.
• Nguồn lạnh: thu nhiệt lượng Q2 do tác nhân toả ra.

Lưu ý, chỉ xét độ lớn của nhiệt lượng và công (không xét dấu) nên Q1>0, A>0, Q2>0.

Hãy chỉ ra các bộ phận cơ bản ở động cơ đốt trong?

Hiệu suất của động cơ nhiệt:

III. BÀI TẬP MẪU

6.9. Người ta thực hiện công 200 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 40 J.

Hướng dẫn

Độ biến thiên nội năng của khí:

ΔU = A + Q

Với:

A = + 200 J (A > 0 vì khí nhận công do bị nén).

Q = - 40 J (Q < 0 do khí truyền tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh)

Vậy: ΔU = A + Q = 200 - 40 = 160 J

ΔU > 0 nên nội năng khí tăng thêm 160 J.

6.10. Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong xilanh nằm ngang. Chất khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm. Nội năng của khí tăng hay giảm một lượng bao nhiêu? Biết lực ma sát giữa pit-tông và xilanh có độ lớn là 20 N.

Hướng dẫn

Công do khí đẩy pit-tông: A = Fscosα

với F = Fms = 20 N; s = 5 cm = 0,05 m; α = 0o

=> A = Fscosα = 1 J.

Vì khí thực hiện công đẩy pit-tông nên A < 0:

A = - 1 J.

Vì khí nhận nhiệt từ bên ngoài (do người ta cung cấp cho nó) nên Q > 0:

Q = + 1,5 J.

Độ biến thiên nội năng của khí:

ΔU = A + Q = - 1 + 1,5 = 0,5 J

ΔU > 0 nên nội năng khí tăng thêm 0,5 J.