Bài tập Định luật I nhiệt động lực học kết hợp phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Bạn đang tìm cách củng cố và mở rộng kiến thức về Định luật I nhiệt động lực học và phương trình trạng thái khí lý tưởng? Bạn mong muốn áp dụng lý thuyết vào các tình huống thực tế đầy thách thức? Bài tập Định luật I nhiệt động lực học kết hợp phương trình trạng thái của khí lí tưởng chính là giải pháp hoàn hảo để bạn làm được điều đó. Với các bài toán từ cơ bản đến nâng cao, bạn sẽ không chỉ nắm vững các nguyên lý lý thuyết mà còn phát triển khả năng giải quyết những vấn đề nhiệt động lực học ứng dụng trong thực tế. Đây là cơ hội để bạn củng cố nền tảng vững chắc và tự tin hơn trong việc vận dụng kiến thức vào các tình huống vật lý phức tạp.
PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM PHƯƠNG ÁN NHIỀU LỰA CHỌN (Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 9. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.)
Câu 1: Dấu của công $A$, nhiệt lượng $Q$ và độ biến thiên nội năng $\Delta U$ được quy ước tuân theo định luật I của nhiệt động lực học có biểu thức là $\Delta U=A+Q$. Một khối khí biến đổi trạng thái nhờ quá trình thực hiện công $A=-178\ \text{J}$ và truyền nhiệt lượng $Q=352\ \text{J}$. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Khối khí nhận công và nhận nhiệt lượng từ vật khác.B. Khối khí nhận công từ vật khác và truyền nhiệt lượng cho vật khác.
C. Khối khí thực hiện công lên vật khác và truyền nhiệt lượng cho vật khác.
D. Khối khí thực hiện công lên vật khác và nhận nhiệt lượng từ vật khác.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây đúng về nội năng?
A. Nội năng của vật chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.B. Nội năng của vật chỉ phụ thuộc vào thể tích của vật.
C. Nội năng của vật không phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
D. Nội năng của vật phụ thuộc vào cả nhiệt độ và thể tích của vật.
Câu 3: Nội năng của một khối khí lí tưởng không đổi trong quá trình nào sau đây>
A. Quá trình đẳng nhiệt.B. Quá trình đẳng áp.
C. Quá trình đẳng tích.
D. Quá trình khí không tiếp xúc nhiệt với bên ngoài.
Câu 4: Khi một chất khí được nung nóng, nội năng của nó tăng $600\ \text{J}$ và nó dãn nở và thực hiện công có độ lớn $200\ \text{J}$. Nhiệt lượng đã truyền cho khí là?
A. $Q=400\ \text{J}$.B. $Q=800\ \text{J}$.
C. $Q=600\ \text{J}$.
D. $Q=200\ \text{J}$.
Câu 5: Khí được truyền một nhiệt lượng $Q = 7\ \text{kJ}$. Trong trường hợp này, có 60% nhiệt lượng cung cấp sẽ làm tăng nội năng của khí. Khí đã
A. Nhận công có độ lớn $2\text{,}8\ \text{kJ}$.B. Thực hiện công có độ lớn $2\text{,}8\ \text{kJ}$.
C. Nhận công có độ lớn $4\text{,}2\ \text{kJ}$.
D. Thực hiện công có độ lớn $4\text{,}2\ \text{kJ}$
Câu 6: Nhiệt lượng trong quá đẳng nhiệt của một khối khí lí tưởng là $Q = 5\cdot10^5\ \text{J}$. Trong quá trình này khí đã
A. khí bị nén và nhận công có độ lớn $2\text{,}5\cdot10^5\ \text{J}$.B. khí dãn nở và thực hiện công có độ lớn $2\text{,}5\cdot10^5\ \text{J}$.
C. khí bị nén và nhận công có độ lớn $5\cdot10^5\ \text{J}$.
D. khí dãn nở và thực hiện công có độ lớn $5\cdot10^5\ \text{J}$.
Câu 7: Trong một bình kín có chứa 3 mol khí heli ở nhiệt độ $27\ ^\circ\text{C}$, áp suất trong bình sẽ tăng bao nhiêu phần trăm nếu truyền cho khí trong bình một nhiệt lượng $Q = 3\ \text{kJ}$? Cho biết nhiệt dung của khí trong quá trình này không đổi $c=\frac{9}{2}R$, với $R$ là hằng số khí.
A. $41\text{%}$.B. $32\text{%}$.
C. $27\text{%}$.
D. $18\text{%}$.
Câu 8: Một khí lý tưởng đơn nguyên tử, ban đầu có thể tích $V_1=2\ \text{m}^3$, được chuyển đẳng tích sang trạng thái trong đó áp suất của nó tăng $\Delta p = 0\text{,}2\cdot 10^6\ \text{Pa}$. Biết rằng nhiệt dung của khí trong quá trình là không đổi, mỗi mol khí có nhiệt dung $c=\frac{3}{2}R$. Nhiệt lượng đã truyền cho khí là
A. $600\ \text{kJ}$.B. $620\ \text{kJ}$.
C. $580\ \text{kJ}$.
D. $530\ \text{kJ}$.
Câu 9: Một bình đun nước kín chứa 1 lít không khí phía trên mặt nước (chất khí), trong quá trình đun nước, khí được truyền nhiệt lượng $2000\ \text{J}$. Trong quá trình này, khí truyền nhiệt lượng $50\ \text{J}$ cho thành và nắp bình, đồng thời khí nở ra và thực hiện công $400\ \text{J}$ góp một phần đẩy nắp bình lên.
Độ biến thiên nội năng của không khí trong bình là
A. $1300\ \text{J}$.B. $1550\ \text{J}$.
C. $1350\ \text{J}$.
D. $1530\ \text{J}$.
PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI (Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.)
Câu 1: Một khối khí lí tưởng khối lượng $m=20\ \text{g}$ thực hiện quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 như hình vẽ (Hình 2). Biết khối lượng mol của khí là $M=32\ \text{g/mol}$ và nhiệt dung riêng của khí không đổi trong cả quá trình $c=389\text{,}5\ \text{J/kg·K}$, lấy $1\ \text{atm}=1\text{,}013·10^5\ \text{Pa}$.
Câu 2: Sau khi khởi động ô tô để chuẩn bị đi làm, như thường lệ cô gái đọc thông tin trên màn hình thông báo từ thiết bị cảm biến áp suất lốp như hình 3 (nhiệt độ khí trong lốp là 25 °C, áp suất khí trong các bánh xe lần lượt là 250 kPa, 250 kPa, 200 kPa, 100 kPa). Trong đó có một bánh xe (100 kPa) cần phải bơm thêm hơi để đảm bảo an toàn. Cô gái sử dụng loại bơm có cài đặt áp suất và đặt giá trị 2,5 bar (250 kPa) để bơm tự ngắt khi áp suất khí trong lốp đạt giá trị này. Giả sử rằng: dung tích chứa khí của lốp 0,04 m³ không đổi; ngay sau khi bơm, nhiệt độ khí tăng lên tới 50 °C. Coi không khí là khí lí tưởng có khối lượng mol 29 g/mol.
|
|
PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN (Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3.)
Câu 1: Khi đốt nóng đẳng áp 800 mol khí lí tưởng thì nó nhận được nhiệt lượng 9,4 MJ. Biết nhiệt dung của khí trong quá trình là không đổi và bằng 16620 J/K. Độ biến thiên nội năng của nó khí bằng bao nhiêu MJ?
Câu 2: Một lượng khí heli lí tưởng có khối lượng $m = 4\ \text{g}$ thực hiện công $A$ khi giãn nở và nhiệt độ giảm đi $\Delta T=27\ \text{K}$. Biết khối khí không trao đổi nhiệt với bất kì vật nào trong quá trình dãn nở. Độ lớn của $A$ bằng $x \cdot 10^{-2}\ \text{J}$? (Không làm tròn, $x$ là một số gồm 4 kí tự đầu tiên của kết quả).
Câu 3: Một khối khí heli lý tưởng tham gia vào quá trình 1-2-3 như trên Hình 6. Tỉ số giữa nhiệt lượng mà khí nhận được và độ lớn công mà khí thực hiện bằng bao nhiêu?
Không có nhận xét nào: