Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 2: Nhiệt học - Bài: Nhiệt-Trắc nghiệm - Lê Quang Nguyên

Nội dung text: Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 2: Nhiệt học - Bài: Nhiệt-Trắc nghiệm - Lê Quang Nguyên

1. Câu 1 Nhiệt dung vật B lớn gấp đôi nhiệt dung vật A. Lúc đầu A ở 300K và B ở 450K. Hai vật được đặt tiếp xúc nhiệt với nhau trong một bình Nhiệt – Trắc nghiệm cách nhiệt. Nhiệt độ sau cùng của hai vật là: A. 200K B. 300K Lê Quang Nguyên C. 400K D. 450 K www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle59@yahoo.com E. 600K Câu 1 dQ = CdT Câu 2 Q = C∫dT = CΔT Một chất khí thực hiện năm chu trình trên TL: C hình vẽ. Công thực hiện trong chu trình nào có Gọi T là nhiệt độ sau cùng của hệ. giá trị lớn nhất ? Vật B tỏa một lượng nhiệt: QB = CB(T − 450) Vật A hấp thụ một lượng nhiệt: QA = CA(T − 300) Hệ cách nhiệt: QB + QA = 0 CB(T − 450) + CA(T − 300) = 0 (CA + CB)T = 450 CB + 300 CA 3CAT = 1200 CA ⇒ T = 400K
2. Câu 4 Câu 5 TL: D Phát biểu nào sau đây là sai đối với một quá Trong điều kiện cách nhiệt: trình thuận nghịch: ΔU = (5/2)Nk ΔT = W ⇒ Nk ΔT = 2W/5 A. hệ luôn ở trạng thái gần cân bằng. B. quá trình có thể đảo ngược, đi qua các trạng Mặt khác: Uq = (iq/2) NkT thái giống như trước. ΔUq = (iq/2)Nk ΔT Biết rằng i = 2, suy ra: C. quá trình được biểu diễn bằng một một q đường cong trong giản đồ P-V. ΔU = Nk ΔT = 2W/5 q D. hệ chịu tác động của lực ma sát. E. quá trình diễn biến chậm, không có ma sát. Câu 5 Câu 6 TL: D Độ biến thiên entropy bằng không trong: Khi có ma sát công biến thành nhiệt. Ngược lại nhiệt không thể biến hoàn toàn A. các quá trình thuận nghịch đoạn nhiệt. thành công được. B. các quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt. Do đó quá trình có ma sát không thể là quá C. các quá trình thuận nghịch trong đó không trình thuận nghịch. có trao đổi công. D. các quá trình thuận nghịch đẳng áp. E. tất cả các quá trình đoạn nhiệt.
3. Câu 8 Câu 9 TL: A 1 kg nước được nung nóng từ 0°C đến 100 °C. Quá trình đẳng nhiệt nên: Nhiệt dung riêng của nước là 4,18 J/g.K. Độ biến thiên entropy của nước trong quá trình dQ Q ∆S = = này bằng: ∫ T T ∆U =0 = Q + W A. 2,6 kJ/K B. 3,9 kJ/K 2V 0 dV C. 1,3 kJ/K D. 0 Q=−= W PdV = RT = RT ln2 ∫ ∫ V E. Không có lựa chọn nào đúng. V0 ∆S = R ln2 Câu 9 Câu 10 TL: C Áp suất của chất khí lên thành bình có nguyên Chọn một quá trình nung nóng chậm để có thể nhân là: coi là thuận nghịch, ta có: A. sự thay đổi động năng của các phân tử khí dQ dT T ∆S = =mc = mc ln f khi va chạm vào thành bình. ∫ T ∫ T T i B. sự thay đổi động lượng của các phân tử khí 373 khi va chạm vào thành bình. ∆S =1000() g .4,18() JgK . .ln = 1,3 () kJK 273 C. lực đẩy giữa các phân tử khí. D. va chạm giữa các phân tử khí. 1 dQ c = →dQ = mcdT E. một nguyên nhân khác. m dT
4. Câu 12 Câu 13 TL: E Nhiệt dung mol đẳng áp của một phân tử khí lưỡng nguyên tử ở nhiệt độ không quá cao là: Vận tốc căn quân phương: A. 2R 3kT v = B. (5/2)R c m C. 3R với cùng vận tốc vc, hydro nhẹ hơn phải ở D. (7/2)R nhiệt độ thấp hơn. E. 4R Câu 13 Câu 14 TL: D Số bậc tự do của một phân tử khí oxy ở nhiệt độ cao là: Nhiệt dung mol đẳng tích: CV = (i/2)R A. 1 Nhiệt dung mol đẳng áp: CP = CV + R Khí lưỡng nguyên tử ở nhiệt độ không quá B. 3 cao: C. 6 i = 5 D. 8 ⇒ CP = (7/2)R E. 9
5. Trả lời câu 16 - 1 Trả lời câu 16 - 2 • Trong cả chu trình ΔS = 0 • Tổng nhiệt trao đổi trong chu trình = nhiệt • Entropy không đổi trong hai quá trình đoạn trao đổi trong hai quá trình đẳng nhiệt: nhiệt, Q= Q1 + Q 2 =T1 ∆ S 1 + T 2 ∆S2 • ΔS = độ biến thiên entropy trong hai quá =∆TST− ∆ S =−∆ TTS 1121 ( 121) trình đẳng nhiệt: ∆S =∆ S +∆ S = ×3 =× 5 1 2 QK100( )( 4,18 10 JK) 4,18 10 ( JK ) • Suy ra: • Câu trả lời đúng là A. ∆S2 =−∆ S 1 dQ1 Q Quá trình đẳng nhiệt: ∆=S = dQ = Đoạn nhiệt dQ = 0 ⇒ dS = 0 ∫T T ∫ T Câu 17 Trả lời câu 17 - 1 Một động cơ nhiệt có tác • ② Quá trình 1 là đẳng tích ② P P nhân là 1 mol khí lý tưởng 2 nên W1 = 0: 2 hoạt động theo chu trình 1 2 =∆ = − 1 2 như hình bên (quá trình 2-3: Q1 U 1 CTTV ( 21 ) P P đoạn nhiệt). Chứng tỏ rằng 1 ① ③ 1 ① ③ 3 PV PV  3 hiệu suất của động cơ là: =C 21 − 11 V V V R R  V V 1 2   1 2 P V− V 1( 1 2 ) C e =1 + γ =V − > 0 V P− P Q1 VPP 121() 1() 2 1 R • γ là hệ số đoạn nhiệt của khí. Hệ nhận nhiệt Qh = Q1.
6. Trả lời câu 18 - 2 Trả lời câu 18 - 3 • Nhiệt nhận trong quá trình nở đẳng nhiệt: • Hay: = − = ln − ln QAB W AB nRT h V B V A W (Th T c) VV BA e = = ln + − • và trong quá trình nung nóng đẳng tích DA: Q ThBA VV( CRTT V )( hc ) =∆ = − QAD U AD nC Vh( T T c ) • Ta lại có: C C 1 • Nhiệt nhận trong cả chu trình Q = QAB + QAD : V= V = =ln + − Q nRTh V BA V nC Vhc( T T ) R CP− C V γ − 1 • Hiệu suất: • Vậy: − ln T− Tln VV γ = 7 5 W nR( Th T c) V BA V ( h c) BA e = = e = ln + − Tln VV+ TT − − 1 e = Q nRTh VV BA nC Vhc() T T h BA()() h c γ 0,15 Câu 19 Trả lời câu 19 – 1 Bình cách nhiệt Cho 100g nước đá ở T0 = 0°C vào một bình cách nhiệt đựng 400g nước ở nhiệt độ T = Nước 1 ° 40 °C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước c = đá 0 C Nước 40 °C 4,18 J/g.°C, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 333 (1) Qin ,1 J/g. Nước 0 °C Q (3) (a) Tính nhiệt độ cuối cùng sau khi quá trình out cân bằng. (2) Qin ,2 ° (b) Tính độ biến thiên entropy của quá trình Nước Tf C Nước T °C trên. f |Qout | = Qin ,1 + Qin ,2
7. Câu 20 Trả lời câu 20 – 1 Một tủ lạnh có hiệu suất bằng 3,00. Nhiệt độ Q1 ngăn đá là −20,0°C, và nhiệt độ phòng là 22,0°C. Mỗi phút tủ có thể chuyển 30,0g nước Nước ở Nước ở ° ° ở 22,0°C thành 30g nước đá ở −20,0°C. 22 C 0 C Tìm công suất cung cấp cho tủ lạnh. Q 2 Nhiệt dung riêng của nước 4186 J/kg.°C Q3 Nhiệt dung riêng của nước đá 2090 J/kg.°C Nước đá Nước đá Nhiệt đóng băng của nước 3,33 ×10 5 J/kg ở 0 °C ở −20 °C Trả lời câu 20 – 2 Trả lời câu 20 – 3 • Công cung cấp cho tủ lạnh: • Nhiệt bơm ra để biến 30g nước ở 0°C thành Q nước đá ở 0°C: W = c K Q= m L 2 H2 O • Trong đó |Qc| là nhiệt bơm ra khỏi tủ: = + + Q=0,03 × 3,33.105 = 9990 J Qc Q1 Q 2 Q 3 2 ( ) • Nhiệt bơm ra để làm lạnh 30g nước từ 22 °C • Nhiệt bơm ra để làm lạnh 30g nước đá ở 0°C xuống 0°C: xuống –20 °C: Q1= mc HOHO ∆ T 2 2 Q3= mc ice ice ∆ T = × ×= Q1 0,03 4186 22 2763 ( J ) = × ×= Q3 0,03 2090 20 1254 ( J )