Bài 8 trang 180 SGK Vật lí 10

Đề bài

Khi truyền nhiệt lượng 6.10⁶ J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit-tông lên làm thể tích của khí tăng lên 0,5 m³. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.10⁶ N/m² và coi áp suất là không đổi trong quá trình khí thực hiện công. 

Phương pháp giải - Xem chi tiế

Nguyên lí I NĐLH: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: 

∆U = A + Q

Quy ước về dấu:

  Q > 0: Hệ nhận nhiệt lượng;

  Q < 0: Hệ truyền nhiệt lượng;

  A > 0: Hệ nhận công;

  A < 0: Hệ thực hiện công.

Lời giải chi tiết

Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, l là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh.

Vì áp suất khí không đổi trong quá trình khí thực hiên công nên áp lực F lên pit-tông không đổi.

Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là:

\(A = F.l = pS.l = p.\Delta V = {8.10^6}.0,5 = {4.10^6}\;J\)

Vì chất khí thực hiện công và nhận nhiệt lượng nên : Q > 0, A < 0

=> Độ biến thiên nội năng của chất khí :

\(\Delta U = A + Q =  - {4.10^6}\; + {\rm{ }}{6.10^6}\; = {2.10^6}\;\left( J \right)\)

Vậy độ biến thiên nội năng của khí là \(\Delta U = 2.10^6 (J)\)