CHUYỂN ĐỀ CƠ SỞ CỦA NHIỆT HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG
I. Nội năng.
1. Nội năng là gì?
Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân từ cấu tạo nên vật.
Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thế tích của vật: u = f(T, V)
2. Độ biến thiên nội năng.
Là phần nội năng tăng thêm hay giảm bớt đi trong một quá trình.
II. HAI CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG.
1. Thực hiện công.
Ví dụ: − Làm nóng miếng kim loại bằng ma sát
2. Truyền nhiệt.
a. Quá trình truyền nhiệt.
Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt.
Ví dụ: làm nóng miếng kim loại bằng cách nhúng vào nước nóng
b. Nhiệt lượng.
Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng: ΔU = Q 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 = mcΔt = mc(t
2
– t
1
)
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
− Xác định nhiệt lượng tỏa ra
− Xác định nhiệt lượng thu vào
− Theo điều kiện cân bằng nhiệt: Q
tỏa
= Q
thu
Với Q = mcΔt = mc(t
2
– t
1
)
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1. Người ta thả miếng đồng m = 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80°C đến 20°C Hỏi nước
đã nhận được một nhiệt lượng bao nhiêu từ đồng và nóng lên thêm bao nhiêu độ? Lấy C
Cu
= 380J/kg.K,
2
H O
C
=
4190 J/kg.K.
Giải:
Nhiệt lượng tỏa ra : Q
Cu
= mcu.C
Cu
(t1 −1) = 11400( J )
Theo điều kiện cân bằng nhiệt: Qtoá = Qthu → Q
H2O
= 11400 J Nước nóng lên thêm: Q
H2O
= m
H2O
.C
H2O
Δt
→11400 = 0,5.4190. Δt → Δt = 5,4
0
C
Câu 2. Để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng, người ta đổ chất lỏng đó vào 20g nước ở 100°C. Khi có
sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp nước là 37,5°c, miih = 140g. Biết nhiệt độ ban đầu của nó là 20
0
C, C
H2O
= 4200 J/kg.K.
Giải:
Nhiệt lượng tỏa ra: Q
H2O
= m
H2O
.C
H2O
(t
2
− t) = 5250 ( J )
Nhiệt lượng thu vào: Q
H2O
= m
CL
C
CL.
(t – t
1
) = 2,1. C
CL
(J )
Theo điều kiện cân bằng nhiệt: Q
tỏa
= Q
thu
→5250 = 2,1.C
CL
→ C
CL
= 2500( J/Kg.K )
Câu 3. Một cốc nhôm m = l00g chứa 300g nước ở nhiệt độ 20°C. Người ta thả vào cốc nước một thìa đồng
khối lượng 75g vừa rút ra từ nồi nước sôi 100°C. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng
nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Lấy C
Al
= 880 J/kg.K, C
Cu
= 380 J/kg.K, C
H2O
= 4190 J/kg.K.
Giải:
Nhiệt lượng tòa ra: Q
cu
= m
cu
.C
cu
(t
2
− t) = 2850 − 28,5t
Nhiệt lượng thu vào: Q
H2O
= m
H2O
.C
H2O
(t – t
1
) = 1257.t − 25140
Q
Al
= m
Al
.C
Al
(t – t
1
) = 88.t −1760
Theo điều kiện cân bằng nhiệt: Q
tỏa
= Q
thu
→ 2850 − 28,5t = 1257.t − 25140 + 88.t − 1760 → t = 21,7°C
