BÀI TẬP NGUYÊN LÍ I, NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

     
Quy mong dấu:Q > 0: hệ thừa nhận nhiệt lượng;Q A > 0: hệ nhận công;A + quá trình đẳng áp: A = pΔV = p(V2 – V1) → ΔU = Q – A+ quy trình đẳng tích: A = 0 => ΔU = Q.

Bạn đang xem: Bài tập nguyên lí i, nguyên lí ii nhiệt động lực học

+ quy trình đẳng nhiệt: A = (m/µ)RT.ln(V1/V2) = (m/µ)RT.ln(p2/p1) → ΔU = 0 => Q = – A

2/ nhiệt dung phân tử đẳng tích

$C_v$ = (3/2)R: so với khí solo nguyên tử.

$C_v$ = (5/2)R: so với khi lưỡng nguyên tử.

3/ sức nóng dung phân tử đẳng áp

$C_p = C_v + R$


Bài tập nguyên lí I nhiệt đụng lực học

Bài tập 1. Người ta thực hiện công 200 J nhằm nén khí trong một xilanh. Tính độ phát triển thành thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh xung quanh sức nóng lượng 40 J.
Bài tập 2. Khi truyền tải nhiệt lượng 6.106 J mang lại khí vào một xilanh hình tròn thì khí nở ra đẩy pit-tông làm cho thể tích của khí tạo thêm 0,5 m3. Tính độ trở thành thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 với coi áp suất này không đổi trong quy trình khí tiến hành công.
Bài tập 3. Một lượng khí lí tưởng cất trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Các thông số trạng thái lúc đầu của khí là 10 dm3; 100 kPa; 300 K. Khí được làm lạnh theo một quá trình đẳng áp tới lúc thể tích còn 6 dm3. Xác định nhiệt độ ở đầu cuối của khí và tính công mà hóa học khí thực hiện được.

Nhiệt độ cuối: T2 = = 180 K.

Công hóa học khí thực hiện được: A = pΔV = 400 J.


Bài tập 4. Tín đồ ta hỗ trợ nhiệt lượng 1,5 J cho hóa học khí đựng vào xilanh nằm ngang. Hóa học khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm. Tính độ đổi thay thiên nội năng của hóa học khí. Biết lực ma liền kề giữa pit-tông cùng xilanh tất cả độ bự là đôi mươi N.

Công hóa học khí tiến hành để chiến hạ ma sát: A = Fs

Vì khí dấn nhiệt lượng và triển khai công nên:

ΔU = Q – Fs = 0,5 J.


Bài tập 5. Một bộ động cơ nhiệt có năng suất 25%, năng suất 30 kW. Tính sức nóng lượng mà lại nó lan ra mang lại nguồn rét trong 5 giờ làm việc liên tục.

Hiệu suất động cơ: H =

=> q.1 = =

=> |Q2| = Q1(1 – H) = (1 – H) = 162.107 J.


Bài tập 6. Tính công suất của một hộp động cơ ôtô ví như trong thời gian 4 giờ chạy tiếp tục ôtô tiêu thụ không còn 60 lít xăng. Biết năng suất của hộp động cơ là 32%, năng suất tỏa sức nóng của xăng là 46.106 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 0,7 kg/dm3.

Nhiệt lượng cung cấp khi xăng cháy hết: quận 1 = VDq = 1932.106J.

Công hễ cơ tiến hành được: A = Q1H = 618,24.106 J.

Công suất của cồn cơ: p. = = 42,9.103 W = 42,9 kW.


Bài tập 7. Một lượng khí ôxy trọng lượng 160g được nung nóng từ ánh sáng 50oC đến 60oC. Tìm nhiệt lượng nhưng khí cảm nhận và độ phát triển thành thiên nội năng của khối khí trong hai quá trình:a/ Đẳng tích.b/ Đẳng áp.

a/ quy trình đẳng tích: A = 0

ΔU = Q = (m/µ)C$_v$ΔT = (160/32).2,5.8,31.10 =1038,75(J )

b/ quá trình đẳng áp, ta có:

ΔU = (m/µ)C$_v$ΔT = (160/32)2,5.8,31.10 =1038,75(J )

Q = (m/µ)C$_p$ΔT = (160/32)3,5.8,31.10 = 1451,25(J)


Bài tập 8. Một bình bí mật có thể tích 2 lít đựng khí nitơ ở nhiệt độ 10oC sau thời điểm nhận được nhiệt lượng Q=4,1.103J, áp suất trung bình lên đến 104 mmHg. Tìm khối lượng của khí nitơ trong bình. Cho biết bình dãn nở khôn xiết kém.

Q = (m/µ)C$_v$(T2 – T1) (1)

T2 = (m/µ)P2V2/R (2)

µ = 28; R = 8,31; V2 = 2lit = 2.10-3m3; C$_v$ =2,5R; T1 = 283K; p2 = 104mmHg = 1,35.106Pa

từ (1) và (2) => m = 9.10-3kg


Bài tập 9. Bao gồm 40 gam khí ôxy, sau khoản thời gian nhận được sức nóng lượng bởi 208,8cal ánh nắng mặt trời của nó tăng từ bỏ 20oC mang đến 44o Hỏi quá trình đó được triển khai trong đk nào?

Q = (m/µ)C$_x$(T2 – T1) => C$_x$ = Qµ/ = 872.32/(40.24) = 29

C$_x$/R = 3,5 => quy trình trên là quy trình đẳng áp.


Bài tập 11. Viên đạn chì (m=50g, c = 0,12kJ/kg.độ) cất cánh với gia tốc vo = 360km/h. Sau khi xuyên thẳng qua một tấm thép, gia tốc giảm còn 72km/ha/ Tính lượng nội năng tăng lên của đạn cùng thépb/ 60% lượng nội năng trên biến thành nhiệt có tác dụng nóng viên đạn. Tính độ tăng nhiệt độ của đạn.

*


Bài tập 12. Búa máy 10t rơi từ chiều cao 2,3m xuống một cọc sắt (c = 0,46kJ/kg.độ, m = 200kg). Biết 40% đụng năng của búa biến thành nhiệt làm cho nóng cọc sắt. Hỏi búa rơi bao nhiêu lần thì cọc tăng ánh nắng mặt trời thêm 20oC. Cho rằng cọc không tỏa nhiệt mang lại môi trường.

*


Bài tập 13. Trái cầu tất cả nhiệt dung riêng rẽ c = 460J/kg.độ được treo vì sợi dây có chiều nhiều năm l = 46cm. Quả ước được nâng lên đến B rồi thả rơi. Sau thời điểm chạm tường, nó bật lên đến mức C (α = 60o), hiểu được 60% độ sút thế năng biến thành nhiệt làm nóng trái cầu. Tính độ tăng ánh sáng của trái cầu. Mang g = 10m/s2
*

*


Bài tập 14. Một quả bóng khối lượng m = 300g có dung tích V = 8lít được bơm không khí đến áp suất phường = 1,2atm. Quả bóng được ném lên rất cao 20m cùng rơi xuống khu đất rắn rồi lại nẩy lên gần như là tới địa điểm cũ. Tính nhiệt độ cực đại của không gian trong quả bóng vào tầm khoảng va chạm với đất rắn. Coi thể tích của bóng đổi khác không đáng chú ý khi va chạm. Nhiệt độ môi trường là T = 300K, nhiệt độ dung riêng biệt đẳng tích của không gian là c$_v$ = 19,5J/kg.độ

*


Bài tập 15. Khối khí có p. = 1atm, V1 = 10lít được dãn nở đẳng áp thể tích tăng gấp đôi lần. Tra cứu công vị khí thực hiện.

*


Bài tập 16. 20g khí ô xi ngơi nghỉ áp suất 2.105N/m2, ánh nắng mặt trời 31oC, được đun cho nóng đẳng áp cùng dãn nở cho thể tích 25lít. Tính công của khí.
Bài tập 17. Một khối khí bao gồm p1 = 1atm, V1 = 12lít, t1 = 27oC được đun nóng đẳng áp đến ánh nắng mặt trời t2 = 77oC. Tính công của khí.
Bài tập 19. Một khối khí bao gồm V = 7,5 lít, p. = 2.105N/m2, t = 27oC bị nén đẳng áp cùng nhận một công 50J. Tính ánh nắng mặt trời của khí sau khi nén.

Xem thêm: Soạn Bài Ôn Tập Về Truyện Hiện Đại Lớp 9, Soạn Bài Ôn Tập Truyện Lớp 9


Bài tập 20. Một khối khí gồm V = 3lít, p = 2.105N/m2, t = 27oC được đun đẳng tích rồi cho dãn nở đẳng áp. Lúc dãn nở nhiệt độ tăng thêm 30oC. Tính công khí đã thực hiện.
Bài tập 21. Một trọng lượng m của một hóa học khí có ánh nắng mặt trời T được gia công lạnh đẳng tích, áp suất giảm xuống n lần. Sau đó khí dãn nở đẳng áp đến nhiệt độ bằng thời điểm ban đầu. Tính công khí vẫn thực hiện. Biết phân tử gam của khí là µ
Bài tập 22. Một lượng khí thực hiện chu trình biến hóa như hình vẽt1 = 27oC, V1 = 5lít, t3 = 127oC, V3 = 6lít.Ở điều kiện tiêu chuẩn chỉnh khí hoàn toàn có thể tích Vo = 8,19lít. Tính công vì khí tiến hành sau một chu trình biến đổi.
*

Bài tập 23. Một xilanh trực tiếp đứng huyết diện 100cm2 chứa khí nghỉ ngơi 27oC, đậy bởi pittong nhẹ phương pháp đáy 60cm. Trên pittong có đặt một vật cân nặng 100kg. Đốt nóng khí thêm 50oC. Tính công vị khí thực hiện. Mang lại áp suất khí quyển là 1,01.105N/m2; g = 9,8m/s2
Bài tập 24. 2,2kg khí CO2 dãn nở đẳng áp, tăng ánh nắng mặt trời thêm Δt = 200oC. Tínha/ Công khí vẫn thực hiện.b/ sức nóng lượng truyền đến khíc/ độ thay đổi thiên nội năng của khí.
Bài tập 25. 12g hidrô dãn nở đẳng áp (c$_p$ = 14,6kJ/kg độ) thể tích tăng gấp bố lần và thực hiện công A = 29916J Tínha/ sức nóng độ ban đầu của khíb/ nhiệt độ lượng truyền mang đến khí.c/ độ trở thành thiên nội năng của khí.
Bài tập 26. 10g oxi nghỉ ngơi 15oC và 2,77.105N/m2 dãn nở đẳng áp c$_p$ = 0,9kJ/kg.độ đến thể tích 6lít tínha/ công khí thực hiện và nhiệt lượng truyền mang lại khíb/ độ phát triển thành thiên nội năng của khí.
Bài tập 27. 160g oxi được đun nóng đẳng tích c$_v$ = 0,65kJ/kg.độ tăng nhiệt độ từ 50oC đến 60oC. Tra cứu nhiệt lượng truyền cho khí với độ đổi thay thiên nội năng của khí.
Bài tập 28. Bình kín đáo không dãn nở, cất 14g nitơ làm việc 1atm với 27oC, được đun nóng c$_v$ = 0,74kJ/kg.độ, áp suất tăng lên đến 5atm. Hỏi độ biến thiên nội năng của khí.
Bài tập 29. Bình bí mật không dãn nở, thể tích 6lít, chứa 12g nitơ sinh hoạt 27oC. Sau khi đun nóng, áp suất trong bình là 4,2at. Search nhiệt lượng truyền cho khí cùng độ biến hóa thiên nội năng của khí.
Bài tập 30. Trong xilanh bao gồm một lượng khí. Pittong cùng khí quyển tạo ra áp suất bằng 2.105N/m2 lên lượng khí ấy. Bởi vì nhận được nhiệt độ lượng 2,8kcal, khí dãn nở đẳng áp, cho biết c$_p$ = 7kcal/kmol.độ. Tínha/ độ phát triển thành thiên nội năng của khíb/ độ tăng thể tích của khí (cho 1cal = 4,19J)
Bài tập 31. Bình thể tích 10lít đựng khí đối kháng nguyên tử có mật độ no = 3.10-3m. Động năng mức độ vừa phải của nguyên tử là 5.10$^-21$J. Tính nội năng của khí vào bình.
Bài tập 32. Khí heli đựng trong bình bí mật có thể tích 2 lít ngơi nghỉ 27oC, áp suất 105N/m2 Tínha/ gia tốc trung bình của nguyên tử sinh hoạt trạng thái đầu và trạng thái cuối.b/ sức nóng lượng hỗ trợ để tăng ánh sáng khí lên 127oCc/ nội năng của khí sinh sống đầu, cuối thừa trình.
Bài tập 33. Một khối khí He đựng trong bình hoàn toàn có thể tích 5lít, áp suất 1,5.105N/m2, nhiệt độ 27oC.a/ tính cồn năng vừa phải của phân tử khí và tỷ lệ phân tửb/ nén đẳng áp khối khí để tỷ lệ phân tử tăng gấp đôi lần. Tính ánh sáng và thể tích khí sau khoản thời gian nén.c/ Tính nhiệt độ lượng khí truyền cho bên ngoài.
Bài tập 34. Trọng lượng m = 8g heli chứa trong xilanh, che bở pittong nặng. Khí được đun cho nóng đẳng áp từ ánh nắng mặt trời t1 =27oC mang đến 127oC. Kiếm tìm nhiệt lượng truyền mang lại khí.
Bài tập 35. 40g khí neon (µ = 20) làm việc 27oC thể tích lúc đầu 6líta/ nén đẳng nhiệt, công lực bên cạnh là 6750J, thể tích sút 4 lần. Tính nhiệt lượng khối khí tỏa ra.b/ Hơ rét đẳng áp thể tích khí tăng thêm như cũ. Tính nhiệt độ lượng khí hấp thụ.c/ Vẽ trang bị thị biến đổi trạng thái vào hệ (V,T), (p,T), (p,V)
Bài tập 36. Xilanh phương pháp nhiệt được chia thành hai phần thể tích V1; V2 bằng vách phân cách nhiệt. Phần I gồm khí ở ánh nắng mặt trời T1, áp suất p1. Phần II chứa cùng loại khí ở nhiệt độ T2, áp suất p2. Bỏ vách phòng đi. Vì hệ kín đáo nên nội năng khí bảo toàn. Tìm ánh sáng cân bằng.
Bài tập 37. Khí lí tưởng tất cả µ = 28g/mol. Để làm nóng đẳng áp khối khí thêm ΔT = 14K, đề nghị truyền mang đến khí sức nóng lượng q.1 = 10J Để có tác dụng lạnh đẳng tích khối khí trở về nhiệt độ ban đầu, đề xuất thu nhiệt độ của khí một nhiệt lượng quận 2 = 8J. Tìm khối lượng khí.
Bài tập 38. Hình bên cho biết thêm đồ thị (V,T) của hai chu trình thay đổi của khí lí tưởng. Ở quy trình nào công tiến hành lớn hơn. Sức nóng lượng thu vào (hay tỏa ra) béo hơn.
Bài tập 39. Một xilanh bí quyết nhiệt kín đáo hai đầu có cân nặng m1. Xilanh được ngăn đôi vì chưng một pittong có thể trượt dọc theo thành xilanh. Pittong có cân nặng m2. Ở mỗi phần của xilanh chứa cùng 1mol khí lí tưởng nội năng U =cT (c là hằng số) và rất có thể trao thay đổi nhiệt mang lại nhau. Ta va va rất cấp tốc để truyền cho xilanh vận tốc v dọc theo trục của xilanh. Tra cứu độ tăng ánh nắng mặt trời của khí sau khi pittong dứt dao động. Bỏ qua ma giáp giữa pittong cùng với xilanh với giữa xilanh với sàn. Nhận định rằng pittong ko thu sức nóng (nhiệt dung nhỏ)
Hướng dẫn
<Ẩn HD>
Bài tập 40. Một mol khí lí tưởng đối kháng nguyên tử bị giam vào một ống hình trụ để nằm ngang và phân cách với phía bên ngoài bằng nhị pittong. Mỗi pittong có khối lượng m và có thể trượt không ma giáp dọc theo thành xilanh. Truyền mang đến pittong các vận tốc thuở đầu v cùng 3v theo và một chiều. Nhiệt độ lúc đầu của khí To. Coi xilanh là siêu dài. Tìm kiếm nhiệt độ cực to mà khí đạt được. Cho rằng xilanh và pittong giải pháp nhiệt.
Hướng dẫn
<Ẩn HD>
Bài tập 41. Để đốt rét 1kg một chất khí chưa biết, sống áp suất không đổi, tạo thêm 1K thì nên cần 912J, còn đốt lạnh khí kia ở thể tích ko đổi tăng thêm 1K thì cần 649J. Đó là chất khí gì.
Hướng dẫn
<Ẩn HD>
Bài tập 42. Một bình cách nhiệt, bên trong là chân không. Môi trường thiên nhiên xung quanh là chất khí đối chọi nguyên tử ở ánh sáng To, tại một thời điểm làm sao đó, fan ta mở nắp mang đến khí vào đầy bình. Hỏi sau khoản thời gian chiếm đầy bình, khí có nhiệt độ T là bao nhiêu.
Hướng dẫn
<Ẩn HD>
Bài tập 43. Một khí lí tưởng đơn nguyên tử đưa trạng thái (1) lịch sự trạng thái (2) bằng hai cách(1) → (3) → (2)(1) → (4) → (2)
*
Hãy kiếm tìm tỉ số những nhiệt lượng nên truyền cho khí trong hai quá trình đó.
Hướng dẫn
<Ẩn HD>

Bài tập nguyên lí II nhiệt cồn lực học


Áp dụng nguyên lí II cho hộp động cơ nhiệt → Hiệu suất của động cơ nhiệt

Trong đó: H: công suất của hộp động cơ nhiệt A: công sinh ra từ hộp động cơ nhiệt Q1: sức nóng lượng lan ra từ nguồn nóngÁp dụng nguyên lí II cho máy lạnh→ Hiệu năng của máy lạnh

ε: hiệu năng của dòng sản phẩm lạnhT1: ánh nắng mặt trời của nguồn nóngT2: nhiệt độ của mối cung cấp lạnh
Bài tập 1. Động cơ nhiệt lí tưởng thao tác giữa nhị nguồn sức nóng 27oC và 127oC. Nhiệt lượng tác nhân nhấn của nguồn nóng vào một chu trình là 2400J. Tínha/ hiệu suất của rượu cồn cơ.b/ Công triển khai trong một chu trìnhc/ sức nóng lượng truyền mang đến nguồn lạnh lẽo trong một chu trình
Hướng dẫn

a/ H = (T1 – T2)/T1 = 0,25 = 25%

b/ Công triển khai trong một chu trình

H = A/Q1 = > A = HQ1 = 600J

c/ nhiệt độ lượng truyền đến nguồn lạnh: quận 2 = q1 – A = 1800J


<Ẩn HD>
Bài tập 2. Động cơ nhiệt độ lí tưởng mỗi quy trình truyền 80% sức nóng lượng nhận ra cho nguồn lạnh. Biết ánh sáng của nguồn giá là 30oC. Tìm ánh nắng mặt trời của nguồn nóng.
Hướng dẫn

Q2 = HQ1 = 0,8Q1

H = (Q1 – Q2)/Q1 = (T1 – T2)/T1 => Q2/Q1 = T2/T1 = > T1 = 378,75K


<Ẩn HD>
Bài tập 3. Máy hơi nước năng suất 10kW tiêu thụ 10kg than đá trong 1 giờ. Biết hơi nước vào cùng ra xilanh có ánh sáng 227oC và 100oC. Năng suất tỏa nhiệt độ của than đá là 3,6.107J/kg. Tính công suất thực của dòng sản phẩm và của một hộp động cơ nhiệt lí tưởng thao tác làm việc giữa hai nhiệt độ nói trên.
Hướng dẫn

Hiệu suất thực của máy:

H = A/Q1 = Pt/mL = 10.103.3600/(10.3,6.107) = 0,1 = 10%

Hiệu suất của hộp động cơ nhiệt lí tưởng

H = (T1 – T2)/T1 = 0,254 = 25,4%


<Ẩn HD>
Bài tập 4. Trong xilanh có tiết diện 200cm2, pittông phương pháp đáy 30cm, tất cả khí sinh hoạt 27oC và 106N/m2. Khi nhận nhiệt lượng bởi vì 5g xăng bị cháy cung cấp, khí dãn nở đẳng áp, nhiệt độ tăng lên 150oC.a/ Tính công bởi vì khí thực hiện.b/ Tinh hiệu suất của quát lác trình.Biết khi cháy 10% nhiệt lượng của xăng hỗ trợ cho khí. Năng suất tỏa nhiệt độ của xăng là 4,8.107J/kg.
Hướng dẫn

a/ V1 = Sh = 200.30 = 6000cm3

Quá trình đẳng áp => V1/T1 = V2/T2 => V2 = 9000cm3.

Xem thêm: The April Twenty - Acts Of The State Of Ohio

Công vị khí tiến hành A = p(V2 – V1) = 106(9000 – 6000).10-6 = 3000J

b/ Hiệu suất: H = A/Q1 = A/(0,1mL) = 0,125 = 12,5%


<Ẩn HD>
Bài tập 5. Chu trình hoạt động vui chơi của một động cơ nhiệt như hình vẽ.
*
Biết tác nhân là 1 khối khí lí tưởng đối chọi nguyên tử. Tính hiệu suất của hộp động cơ nhiệt
Hướng dẫn

Quá trình 1 → 2: đẳng tích

Theo định quy định saclơ: p1/T1 = p2/T2 => T2 = (p2/p1)T1 = 4T1

A12 = 0 => q.12 = ΔU12 = 1,5(m/µ)R(T2 – T1) = 5,2(m/µ)RT1

Q12 > 0 => khí dấn nhiệt bằng Q12

Quá trình 2 → 3: đẳng áp

V2/T2 = V1/T1 => T3 = 4T2 = 16T1

A$_23$ = p2(V3 – V2) = 4po(4Vo – Vo) = 12poVo = 12(m/µ)RT1

ΔU$_23$ = 1,5(m/µ)R(T3 – T2) = 18(m/µ)RT1

Nhiệt lượng khí nhận được

Q$_23$ = ΔU$_23$ + A$_23 $ = 30(m/µ)RT1

Quá trình 3 → 4: đẳng tích

p3/T3 = p4/T4 => T4 = 4T1

A$_34$ = 0 => Q$_34$ = 1,5(m/µ)R(T4 – T1) = -18(m/µ)RT1

Q$_34$ khí lan nhiệt bởi |Q$_34$|

Quá trình 4 → 1: đẳng áp

A$_41$ = p1(V1 – V4) = po(Vo – 4Vo) = -3poVo = -3(m/µ)RT1

ΔU$_41$ = 1,5(m/µ)R(T1 – T4) = -4,5 (m/µ)RT1

Q$_41$ = A$_41$ + ΔU$_41$ = -7,5(m/µ)RT1

Q$_41$ khí tỏa nhiệt bởi |Q$_41$|

– Tổng sức nóng lượng khí thừa nhận trong một chu trình

Q1 = q.12 + Q$_23$ = 34,5(m/µ)RT1

– Tổng nhiệt độ lượng khí tỏa ra trong một chu trình

Q2 = |Q$_34$| + |Q$_41$| = 25,5(m/µ)RT1

– hiệu suất của động cơ: H = (Q1 – Q2)/Q1 = 0,26 = 26%


<Ẩn HD>
Bài tập 6. Hình bên màn trình diễn hai quy trình ABCA với ACDA cả hai quy trình đều thực hiện với một khối khí li tưởng 1-1 nguyên tử
*
a/ Hỏi trong số những đoạn như thế nào của chu trình thì khí thu nhiệt, lan nhiệtb/ hiệu suất phản ứng của chu trình nào cao hơn và cao hơn bao nhiêu lần
Hướng dẫn
<Ẩn HD>

Bài cùng nhà đề:


nguyên lí I, nguyên lí II, nhiệt hễ lực học tập
Twitter Facebook
VẬT LÝ 10 | VẬT LÝ 11 | VẬT LÝ 12 | TÀI LIỆU VẬT LÝ TOÁN 10 | TOÁN 11 | TOÁN 12 | HỌC247
quan sát và theo dõi
Đăng nhập
Notify of
new follow-up commentsnew replies to my comments
0 BÌNH LUẬN
Inline Feedbacks
Xem toàn cục bình luận
Search for:
wpDiscuz
0
0
Tham gia thảo luậnx
()
x
| Trả lời
Insert