Một khối khí lý tưởng đơn nguyên tử có thể tích \({\rm{V}} = 5l\) ở áp suất khí quyển \(p = {1,013.10^5}{\rm{\;Pa}}\) và nhiệt độ \({\rm{T}} = 300{\rm{\;K}}\) (điểm A trong hình). Nó được làm nóng ở thể tích không đổi đến áp suất 3 atm (điểm B). Sau đó, nó được giãn nở đẳng nhiệt đến áp suất 1 atm (điểm C) và cuối cùng bị nén đẳng áp về trạng thái ban đầu.
a) Số mol của khí trong mẫu xấp xỉ là \(0,203{\rm{\;mol}}\).
b) Thể tích của khí ở C là 1,5 lít.
c) Nhiệt lượng khí nhận được trong quá trình \({\rm{A}} \to {\rm{B}}\) xấp xỉ là \(1,52{\rm{\;kJ}}\).
d) Trong quá trình \({\rm{B}} \to {\rm{C}}\) độ biến thiên động năng của khí \({\rm{\Delta }}U = 0\).
Một khối khí lý tưởng đơn nguyên tử có thể tích \({\rm{V}} = 5l\) ở áp suất khí quyển \(p = {1,013.10^5}{\rm{\;Pa}}\) và nhiệt độ \({\rm{T}} = 300{\rm{\;K}}\) (điểm A trong hình). Nó được làm nóng ở thể tích không đổi đến áp suất 3 atm (điểm B). Sau đó, nó được giãn nở đẳng nhiệt đến áp suất 1 atm (điểm C) và cuối cùng bị nén đẳng áp về trạng thái ban đầu.

a) Số mol của khí trong mẫu xấp xỉ là \(0,203{\rm{\;mol}}\).
b) Thể tích của khí ở C là 1,5 lít.
c) Nhiệt lượng khí nhận được trong quá trình \({\rm{A}} \to {\rm{B}}\) xấp xỉ là \(1,52{\rm{\;kJ}}\).
d) Trong quá trình \({\rm{B}} \to {\rm{C}}\) độ biến thiên động năng của khí \({\rm{\Delta }}U = 0\).
Quảng cáo
Trả lời:

Phương pháp:
Sử dụng lí thuyết về đồ thị của các đẳng quá trình
Phương trình Clapeyron: \({\rm{pV}} = {\rm{nRT}}\)
Phương trình trạng thái khí lí tưởng: \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}}\)
Động năng của phân tử khí: \({W_d} = \frac{3}{2}kT\) với \(k = \frac{R}{{{N_A}}}\)
Nguyên lí I nhiệt động lực học: \({\rm{\Delta }}U = A + Q\)
Cách giải:
a) Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có:
\({1,013.10^5}{.5.10^{ - 3}} = n.8,31.300 \Rightarrow n = 0,203\left( {{\rm{mol}}} \right)\)
\( \to \) a đúng
b) Từ đồ thị, ta thấy thể tích ở C là 15 lít.
\( \to \) b sai
c) Đối với khí lí tưởng, nội năng U chỉ phụ thuộc vào động năng \({W_d}\) (mà động năng \({W_d}\) phụ thuộc vào nhiệt độ T)
Suy ra: \(U = \mathop \sum \nolimits^ {W_d}\)
Từ \({\rm{A}} \to {\rm{B}}\) là quá trình đẳng tích nên công \({\rm{A}} = 0\)
Độ biến thiên nội năng \({\rm{\Delta }}U = Q\)
Suy ra: \({\rm{\Delta }}U = {\rm{\Delta }}\mathop \sum \nolimits^ {W_d}\)
Động năng của phân tử khí: \({W_d} = \frac{3}{2}kT\) với \(k = \frac{R}{{{N_A}}}\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = Q = {\rm{\Delta }}\mathop \sum \nolimits^ {W_d} \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = Q = n.{N_A}.\frac{3}{2}k.\left( {{T_B} - {T_A}} \right)\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = Q = n.{N_A}.\frac{3}{2}.\frac{R}{{{N_A}}}.\left( {{T_B} - {T_A}} \right)\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = Q = n.\frac{3}{2}.R.\left( {{T_B} - {T_A}} \right)\)
Có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{T_A} = 300K}\\{{p_B} = 3{p_A}}\\{{V_A} = {V_B}}\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow {T_B} = 3{T_A} = 3.300 = 900{\rm{\;K}}\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = Q = \frac{3}{2}.0,203 \cdot 8,31.\left( {900 - 300} \right) \approx 1518\left( {\rm{J}} \right) \approx 1,52\left( {{\rm{kJ}}} \right)\)
\( \to \) c đúng
d) Từ \({\rm{B}} \to {\rm{C}}\) là quá trình đẳng nhiệt
Mà độ biến thiên nội năng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
Độ biến thiên nội năng của khí trong quá trình \({\rm{B}} \to {\rm{C}}\) là \({\rm{\Delta }}U = 0\)
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Phương pháp:
Áp dụng nguyên lí nhiệt động lực học: \({\rm{\Delta }}U = A + Q\)
Cách giải:
Ta có công thức tính công:
\(A = p{\rm{\Delta }}V = {2.10^5}.0,02 = 4000\left( {\rm{J}} \right)\)
Vì khí nở ra nên \({\rm{A}} < 0\)
Áp dụng nguyên lí nhiệt động lực học:
\({\rm{\Delta }}U = A + Q \Rightarrow Q = {\rm{\Delta }}U - A\)
\( \Rightarrow Q = 1280 - \left( { - 4000} \right) = 5280\left( J \right) = 5,28\left( {kJ} \right)\)
Lời giải
Phương pháp:
Nhiệt lượng: \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\)
Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {Q_{{\rm{toa\;}}}}\)
Cách giải:
a) Nhiệt lượng tỏa ra là:
\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = Pt = 2500t\left( {\rm{J}} \right)\)
Nhiệt lượng nước thu vào là:
\({Q_{thu}} = mc{\rm{\Delta }}t = 10.4200.80 = 3360000\left( {\rm{J}} \right)\)
Hiệu suất đun nước là:
\(H = \frac{{{Q_{{\rm{thu\;}}}}}}{{{Q_{{\rm{toa\;}}}}}} \Rightarrow {Q_{{\rm{thu\;}}}} = 90{\rm{\% }}{Q_{{\rm{toa\;}}}}\)
\( \Rightarrow 10.4200.80 = 90{\rm{\% }}.2500t\)
\( \Rightarrow t = 1493,3\left( {\rm{s}} \right) \approx 24,89\left( {{\rm{min}}} \right)\)
\( \to \) a sai
b) Nhiệt lượng \({\rm{m}}\left( {{\rm{kg}}} \right)\) nước ở nhiệt độ \({40^ \circ }{\rm{C}}\) thu vào là:
\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = mc{\rm{\Delta }}t = m.4200.\left( {40 - 20} \right) = 84000m\)
Nhiệt lượng \(10\left( {{\rm{\;kg}}} \right)\) nước ở nhiệt độ \({100^ \circ }{\rm{C}}\) tỏa ra là:
\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = mc{\rm{\Delta }}t = 10.4200.\left( {100 - 40} \right) = {2,52.10^6}\left( J \right)\)
Phương trình cân bằng nhiệt:
\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {Q_{{\rm{toa\;}}}} \Rightarrow 84000{\rm{\;m}} = {2,52.10^6} \Rightarrow m = 30\left( {{\rm{kg}}} \right)\)
\( \to \) b sai
c) Thiết bị này đã biến đổi trực tiếp điện năng thành nhiệt năng.
\( \to \) c đúng
d) Phương pháp này mất an toàn do:
- Dây xoắn kim loại tiếp xúc trực tiếp với nước, dễ gây rò rỉ điện.
- Nếu dây bị hở hoặc hỏng, có thể gây điện giật nguy hiểm.
- Sục điện không có lớp cách điện bảo vệ rất nguy hiểm khi sử dụng
\( \to \) d đúng
Câu 3
A. không có dòng điện cảm ứng.
B. có dòng điện cảm ứng chạy theo chiều dương.
C. có dòng điện cảm ứng chạy theo chiều âm.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.