Nội năng của một vật

Một lượng khí lí tưởng xác định chứa trong một xilanh được đậy kín bằng một pit-tông di động. Ban đầu áp suất bên trong bằng áp suất bên ngoài po. Pit-tông được kéo dịch chuyển theo chiều sao cho thể tích chất khí tăng thêm \(\Delta V\). Nhiệt độ được giữ không đổi.

a) Nội năng của khối khí bên trong xi-lanh tăng.

b) Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí không đổi vì nhiệt độ không đổi.

c) Mật độ phân tử trong xilanh không đổi do số hạt không đổi.

Cho đồ thị biến đổi trạng thái của một khối khí lý tưởng xác định, từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) trong hệ tọa độ ( \({\rm{T}},{\rm{V}}\) ) như hình vẽ. Khi được vẽ lại trong hệ toạ độ khác là \(({\rm{p}},{\rm{V}})\) hay \(({\rm{p}},{\rm{T}})\) thì đồ thị bên biểu diễn đúng quá trình biến đổi trạng thái của khối khí trên là 

Hình bên dưới là cấu tạo một van điều áp đơn giản của nồi áp suất dùng trong gia đình. Van được cấu tạo gồm thân van là một xi-lanh, bên trong có lò xo, một đầu gắn chặt vào thân van thông qua nút điều chỉnh, đầu còn lại gắn vào một pit-tông kim loại. Pít-tông có thể di chuyển trong thân van không ma sát. Lò xo được điều chỉnh độ dài thông qua nút điều chỉnh sao cho pít-tông lúc nào cũng áp chặt vào nắp nồi và chi mở ra khi áp suất trong nồi đủ lớn đến một giá trị cho phép. Khi đó, hơi nước trong nồi sẽ thoát ra ngoài qua lỗ thoát hơi, từ đó áp suất trong nồi giảm xuống. Pit-tông lại đóng chặt như cũ. Do đó, khi sử dụng nồi để nấu, áp suất trong nồi luôn được giữ dưới một giá trị cực đại, tuỳ chỉnh, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Giả sử pit-tông có dạng hình tròn, bán kính là \(R = 0,5\;{\rm{cm}}\), mặt trong tiếp xúc khí trong nồi, mặt ngoài tiếp xúc với khí ngoài và lò xo điều chỉnh. Lò xo được điều chỉnh sao cho luôn có lực đàn hồi \(6,2\;{\rm{N}}\) ép chặt pit-tông vào nắp nồi. Cho áp suất khí quyển là \({{\rm{p}}_0} = 1,01 \cdot {10^5}\;{\rm{Pa}}\). Van điều áp sẽ mở xả hơi nước khi áp suất bên trong nồi bằng bao nhiêu kilo Pascal ( kPa ) - kết quả lấy đến hàng đơn vị (không lấy số thập phân)?

Một nữ hộ sinh cần pha 30 lít nước ở nhiệt độ ${40}^{0}C$ để tắm trẻ sơ sinh. Người này đổ \({{\rm{n}}_1}\) lít nước đang sôi vào \({{\rm{n}}_2}\) lít nước mát ở nhiệt độ ${20}^{0}C$. Biết khối lượng riêng của nước ở điều kiện thường là \(1\;{\rm{kg}}/\) lít, bỏ qua sự thay đổi khối lượng riêng của nước theo nhiệt độ và sự trao đổi nhiệt với bên ngoài. Thể tích nước sôi ở ${100}^{0}C$

Cho đồ thị biểu diễn chu trình biến đổi trạng thái của khối khí lý tưởng như hình vẽ:

a) Từ (1) đến (2) là quá trình biến đổi đẳng nhiệt

b) Trong chu trình, có hai quá trình biến đổi đẳng áp.

c) Đồ thị các quá trình liên tục từ (1)-(2)-(3)-(4)-(1) trong hệ trục \((p,V)\) sẽ có dạng một hình chữ nhật.

d) Từ (3) đến (4) là quá trình đẳng tích, \(T\) giảm, \(p\) giảm.

Toyota Corolla là một dòng xe phổ biến, nổi tiếng với độ bền bỉ và khả năng tiết kiệm nhiên liệu, động cơ 2.0 L , với 4 xi lanh. Khi làm việc, mỗi xi-lanh của động cơ được nạp 0,5 lít hỗn hợp khí (được xem là khí lý tưởng) ở áp suất 1 atm , nhiệt độ ${37}^{0}C$. Pit-tông nén khí trong xi-lanh còn lại 0,1 lít và áp suất tăng lên 12 atm . Nhiệt độ của hỗn hợp khí trong xi-lanh khi ở trạng thái nén là bao nhiêu độ Celsius ${}^{0}C$

Người ta thực hiện truyền một nhiệt lượng 100 J cho một lượng khí trong xi-lanh hình thẳng thì pittông di chuyển để thể tích trong xi-lanh tăng thêm 200 ml , khi đó nội năng của khí trong xilanh đã tăng thêm 60 J . Quá trình diễn ra với áp suất không đổi. Áp suất khối khí trong xi-lanh là bao nhiêu kilo Pascal \(({\rm{kPa}})\) ?