Chương VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
-
2418 lượt thi
-
37 câu hỏi
-
50 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Tìm phát biểu sai.
Đáp án: C
Nội năng của vật là dạng năng lượng bao gồm động năng phân tử (do các phân tử chuyển động nhiệt) và thế năng phân tử (do các phân tử tương tác với nhau). U = Wđpt + Wtpt
Động năng phân tử Wđpt phụ thuộc vào nhiệt độ
Thế năng phân tử Wtpt phụ thuộc và thể tích.
Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt gọi là nhiệt lượng (còn gọi tắt là nhiệt) ∆U = Q . Vậy phát biểu C sai.
Câu 3:
Trường hợp làm biến đổi nội năng không do thực hiện công là?
Chọn A.
Đun nóng nước bằng bếp làm biến đổi nội năng qua cách truyền nhiệt.
Câu 4:
Nhiệt độ của vật giảm là do các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật
Chọn C.
Do các phân tử chuyển động không ngừng nên chúng có động năng. Động năng phân tử phụ thuộc vào vận tốc của phân tử. Nhiệt độ thay đổi thì vận tốc phân tử thay đổi, nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh và hổn loạn, mà động năng của phân tử là thành phần của nội năng, do đó nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ.
→Nhiệt độ của vật giảm khi các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động chậm lại.
Câu 5:
Nhiệt độ của vật không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?
Chọn A.
Nhiệt độ của vật phụ thuộc vào động năng phân tử của các phân tử và khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên vật. Mặt khác động năng phân tử lại phụ thuộc vào khối lượng, vận tốc phân tử.
Câu 6:
Trường hợp nào làm biến đổi nội năng không do thực hiện công.
Chọn B.
Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm: đã có sự biến đổi nội năng do chuyển hóa cơ năng thành.
Câu 7:
Trường hợp nội năng của vật bị biến đổi không phải do truyền nhiệt là:
Chọn C.
Khi trời lạnh, ta xoa hai bàn tay vào nhau tức là ta đã thực hiện công làm cho bàn tay ấm lên.
Câu 8:
Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt không phụ thuộc vào:
Chọn A.
Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt: Q = m.c.∆t
trong đó: c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K); m là khối lượng của vật.
∆t = t2 – t1 là độ biến thiên nhiệt độ; t1 là nhiệt độ ban đầu; t2 là nhiệt độ sau.
→ Q không phụ thuộc vào thời gian truyền nhiệt
Câu 9:
Tìm phát biểu sai.
Đáp án: C
Nội năng của vật là dạng năng lượng bao gồm động năng phân tử (do các phân tử chuyển động nhiệt) và thế năng phân tử (do các phân tử tương tác với nhau). U = Wđpt + Wtpt
Động năng phân tử Wđpt phụ thuộc vào nhiệt độ
Thế năng phân tử Wtpt phụ thuộc và thể tích.
Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt gọi là nhiệt lượng (còn gọi tắt là nhiệt) ∆U = Q . Vậy phát biểu C sai.
Câu 10:
Một ấm đun nước bằng nhôm có , chứa 2,75kg nước được đun trên bếp. Khi nhận được nhiệt lượng 650 kJ thì ấm đạt đến nhiệt độ . Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm, biết .
Câu 11:
Nhiệt dung riêng của một chất có giá trị âm trong trường hợp nào sau đây
Chọn B.
Nhiệt lượng của một chất: Q = m.c.∆t
trong đó: c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K); m là khối lượng của vật.
∆t = t2 – t1 là độ biến thiên nhiệt độ; t1 là nhiệt độ ban đầu; t2 là nhiệt độ sau.
Do vậy, trong trường hợp chất nhận nhiệt và giảm nhiệt độ thì Q > 0 và ∆t < 0 → c < 0
Câu 12:
Để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng, người ta đổ chất lỏng đó vào 20g nước ở . Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp nước là , . Biết nhiệt độ ban đầu của nó là , . Nhiệt dung riêng của chất lỏng trên là:
Chọn D.
Nhiệt lượng tỏa ra:
Qtỏa = Qn = mn.cn.(t1 – tcb) = 20.10-3.4200.(100 – 37,5) = 5250 J.
Nhiệt lượng thu vào:
Qthu = mx.cx.(tcb - tx) = (mhh – mn).cx.(tcb - tx) = (140 – 20).10-3.cx.(37,5 – 20)= 2,1.cx
Cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu ⟺ 5250 = 2,1.cx ⟹ cx = 2500 J/kg.K
Câu 13:
Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ . Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2kg đã được nung nóng tới . Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/(kg.K); của nước là 4; của sắt là .
Chọn A.
Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hệ.
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1 = m1.c1. Δt1
Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2 = m2.c2.Δt2
Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3 = m3.c3.Δt3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1 + Q2 = Q3
↔ (m1.c1 + m2.c2)Δt1 = m3.c3.Δt3
Thay số ta được:
(0,118.4,18.103 + 0,5.896).(t - 20) = 0,2.0,46.103 .(75 - t)
↔ 941,24.(t – 20) = 92.(75 – t) ↔ 1033,24.t = 25724,8
=> t = 24,9oC.
Vậy nhiệt độ cân bằng trong bình là t ≈ 24,9oC
Câu 14:
Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ . Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là . Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là .
Chọn B.
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1 = m1.c1. Δt1
Nhiệt lượng mà bình nhiệt lượng kế đồng thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2 = m2.c2.Δt2
Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3 = m3.c3.Δt3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1 + Q2 = Q3
↔ (m1.c1 + m2.c2).Δt1 = m3.c3.Δt3
Thay số ta được: (lấy cnước = c1 = 4,18.103 J/(kg.K) )
(0,21.4,18.103 + 0,128.0,128.103).(21,5 – 8,4) = 0,192.c3.(100 – 21,5)
→ c3 = 0,78.103 J/(kg.K)
Vậy nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại là 0,78.103 J/(kg.K)
Câu 15:
Công thức mô tả đúng nguyên lí I của nhiệt động lực học là
Chọn A.
Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được: ∆U = A + Q
Qui ước dấu:
+ Q > 0 vật nhận nhiệt lượng
+ Q < 0 vật truyền nhiệt lượng
+ A > 0 vật nhận công
+ A < 0 vật thực hiện công
Câu 16:
Trường hợp nội năng của vật bị biến đổi không phải do truyền nhiệt là
Chọn C.
Khi trời lạnh, ta xoa hai bàn tay vào nhau cho ấm lên đây là cách làm thay đổi nội năng do thực hiện công.
Câu 17:
Phát biểu không đúng với nguyên lí I nhiệt động lực học là
Chọn D.
Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được: ∆U = A + Q
⟹ Q = ∆U - A = ∆U + A’, với A’ = - A là công mà hệ sinh ra.
⟹ Nhiệt lượng mà hệ nhận được sẽ chuyển hóa thành độ biến thiên nội năng của hệ và công mà hệ sinh ra.
Hoặc: A = ∆U – Q = ∆U + Q’, với Q’ là nhiệt lượng mà hệ tỏa ra.
⟹ Công mà hệ nhận được bằng tổng đại số của độ biến thiên nội năng của hệ với nhiệt lượng mà hệ truyền cho môi trường xung quanh.
Câu 18:
Biểu thức diễn tả đúng quá trình chất khí vừa nhận nhiệt vừa nhận công là:
Chọn D.
Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được: ∆U = A + Q
Vì khí nhận nhiệt nên Q > 0, khi nhận công nên A > 0.
Câu 19:
Công A và nhiệt lượng Q trái dấu với nhau trong trường hợp hệ
Chọn A.
+ Q > 0 vật nhận nhiệt lượng
+ Q < 0 vật truyền nhiệt lượng
+ A > 0 vật nhận công
+ A < 0 vật thực hiện công
⟹ Công A và nhiệt lượng Q trái dấu với nhau trong trường hợp hệ tỏa nhiệt và nhận công.
Câu 20:
trong trường hợp hệ
Chọn A.
∆U = 0 trong trường hợp hệ biến đổi theo chu trình.
Câu 21:
là hệ thức của nguyên lí I áp dụng cho
Chọn C.
Nguyên lí I nhiệt động lực học: ∆U = A + Q
∆U = Q ⟺ A = 0 ⟺ quá trình đẳng tích (hệ không sinh công).
Câu 22:
Một viên đạn bằng chì khối lượng m, bay với vận tốc , va chạm mềm vào một quả cầu bằng chì cùng khối lượng m đang đứng yên. Nhiệt dung riêng của chì là . Nhiệt độ ban đầu của viên đạn và quả cầu bằng nhạy. Coi nhiệt lượng truyền ra môi trường là không đáng kể. Độ tăng nhiệt độ của viên đạn và quả cầu là
Chọn B.
Theo định luật bảo toàn động lượng: mv = (m + m’)v ⟹ v’ = v/2.
Độ hao hụt cơ năng:
Nếu lượng cơ năng này hoàn toàn dùng làm hệ nóng lên thì:
Câu 23:
Đồ thị bên biểu diễn một quá trình biến đổi trạng thái của khí lý tưởng. Hỏi trong quá trình này Q, A và ∆U phải có giá trị như thế nào?
Chọn A.
Ta thấy quá trình 1-2 trên đồ thị p-V là quá trình nén đẳng nhiệt → Q = 0 và khí nhận công A > 0
→ ∆U = A + Q = A > 0
Câu 24:
Chất khí không thực hiện công trong quá trình nào của đường biểu diễn ở đồ thị như hình vẽ.
Chọn B.
Từ đồ thị ta thấy quá trình (4) – (1) là quá trình đẳng tích → chất khí không thwucj hiện công trong quá trình này.
Câu 25:
Trong một quá trình nung nóng đẳng áp ở áp suất , một chất khí tăng thể tích từ đến và tăng nội năng một lượng là 4,28 J. Nhiệt lượng truyền cho chất khí là
Chọn B.
Áp dụng công thức nguyên lí I NĐLH: ∆U = A + Q
Vì chất khí thực hiện công nên A = -p.∆V = -1,5.105.(60.10-3 – 40.10-3) = 3000J.
Khis tăng nội năng một lượng là 4,28 J nên ∆U = 4,28 J
Do đó: Q = ∆U - A = 4,28 + 3000 = 3004,28J.
Câu 26:
Một lượng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang có pit-tông có thể dịch chuyển được. Không khí nóng dãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển. Nếu không khí nóng thực hiện một công có độ lớn là 2000 J thì nội năng của nó biến đổi một lượng bằng.
Chọn B.
Áp dụng công thức nguyên lí I NĐLH: ∆U = A + Q
Vì chất khí thực hiện công và xi lanh cách nhiệt nên A = -2000 J, Q = 0
Do đó: ∆U = A + Q = - 2000 + 0 = - 2000 J
Câu 27:
Nội năng của khối khí tăng 10J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 30J. Khi đó khối khí đã
Chọn C.
Nội năng của khối khí tăng 10J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 30J
→ ∆U = 10J và Q = 30J
Mặt khác: ∆U = A + Q → A = ∆U – Q = 10 – 30 = -20J < 0 → khối khí sinh công 20J
Câu 28:
Khi truyền nhiệt lượng cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit-tông lên làm thể tích của khí tăng thêm 0,50 m3. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là và coi áp suất này không đổi trong quá trình khí thực hiện công.
Chọn C.
Gọi S là diện tích tiết diện thẳng của xilanh, h là quãng đường pittông dịch chuyển, P là áp suất khí trong xilanh, ta có:
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là:
A = F.h = P.S.h = P.ΔV = 8.106.0,5 = 4.106 J.
Vì chất khí thực hiện công và nhận nhiệt nên: Q > 0, A < 0
Ta có: ΔU = A + Q = - 4.106 + 6.106 = 2.106 (J)
Vậy độ biến thiên nội năng của khí là ΔU = 2.106 (J)
Câu 29:
Sự truyền nhiệt là
Chọn A.
Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt.
Câu 30:
Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt không phụ thuộc vào
Chọn A.
Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay toả ra khi nhiệt độ thay đổi được tính theo công thức: Q = m.c.∆t.
Trong đó: Q - là nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J)
m - là khối lượng (kg)
c - là nhiệt dung riêng của chất J/ (kg.K)
∆t - là độ biến thiên nhiệt độ (°C hoặc °K)
⟹ Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt không phụ thuộc vào thời gian truyền nhiệt.
Câu 31:
Quá trình nào dưới đây là quá trình nhận công?
Chọn A.
Trong quá trình nén khí đẳng nhiệt thì thể tích giảm nên khối khí nhận công.
Câu 32:
Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về nội năng?
Chọn C.
Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng. Do vậy phát biểu C là sai.
Câu 33:
Nhiệt dung riêng của một chất có giá trị âm trong trường hợp
Chọn B.
Nhiệt lượng của một chất: Q = m.c.∆t
trong đó:
c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K); m là khối lượng của vật.
∆t = t2 – t1 là độ biến thiên nhiệt độ; t1 là nhiệt độ ban đầu; t2 là nhiệt độ sau.
Do vậy, trong trường hợp chất nhận nhiệt và giảm nhiệt độ thì Q > 0 và ∆t < 0 → c < 0
Câu 34:
Biểu thức diễn tả đúng quá trình chất khí vừa tỏa nhiệt vừa sinh công là
Chọn A.
Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được: ∆U = A + Q
Vì khí tỏa nhiệt nên Q < 0, khi sinh công nên A < 0.
Câu 35:
Một lượng khí lí tưởng thực hiện qua trình thể hiện bởi đoạn thẳng 1 – 2 trển đồ thi p – V (Hình vẽ). Trong quá trình đó, chất khí
Chọn B.
Dựa vào đồ thị ta thấy từ (1) sang (2), thể tích của khối khí tăng, áp suất tăng nên khối khí sinh công.
Áp suất tăng, nhiệt độ tăng nên khối khí nhận nhiệt.
Câu 36:
1 mol khí lí tưởng thực hiện chu trình như hình VI.2. Nhiệt độ có giá trị bằng
Chọn A.
Vì 3 - 4 là quá trình đẳng tích (do đồ thị là đường thẳng có đường kéo dài đi qua O trong đồ thị p-T) nên:
Câu 37:
Một mol khí ôxi thực hiện chu trình (Hình VI.3). Trong mỗi giai đoạn , chất khí
Chọn A.
Theo nguyên lí I nhiệt động lực học: Q = ∆U - A = ∆U + A’
(Q: Nhiệt lượng mà hệ nhận được, A’ là công mà hệ sinh ra, ∆U: độ biến thiên nội năng)
Giai đoạn 1-2: V tăng (khí dãn nở) => khí sing công (A’ > 0).
Mặt khác, tích pV tăng => T tăng => U > 0.
Do đó Q > 0. Vậy khí nhận nhiệt, sinh công
Gia đoạn 2-3: Quá trình đẳng tích, p giảm. T giảm: khí tỏa nhiệt, không sinh hoặc nhận công.
Giai đoạn 3-1: Quá trình đẳng áp, V giảm, T giảm: chất khí nhận công, tỏa nhiệt.