BÀI 2. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Mở đầu: Khi được mài (Hình 2.1), lưỡi dao không chỉ sắc hơn mà còn nóng lên. Nó cũng nóng lên khi được nhúng vào nước nóng. Trong hai trường hợp này, dù theo các cách khác nhau nhưng lưỡi dao đều nhận thêm năng lượng. Phần năng lượng nhận được thêm này có liên hệ gì với năng lượng của các phân tử cấu tạo nên lưỡi dao?

Đáp án chuẩn: 

+ Năng lượng nhiệt

+ Năng lượng nội

+ Sự di chuyển của các nguyên tử và phân tử 

I. NỘI NĂNG

Câu 1: Hãy lập luận để chứng tỏ nội năng của một bình khí có liên hệ với nhiệt độ và thể tích của khí trong bình.

Đáp án chuẩn: 

+ Thể tích của hệ thay đổi thì khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên hệ thay đổi, từ đó thế năng tương tác của hệ thay đổi. 

+ Nhiệt độ của hệ thay đổi, động năng của các phân tử cấu tạo nên hệ cũng thay đổi từ đó làm cho nội năng của hệ thay đổi. 

Câu 2: Vì sao khi nén khí trong xilanh, thế năng tương tác giữa các phân tử và nội năng của lượng khí đó thay đổi?

Đáp án chuẩn: 

Bởi vì: Khi nén khí trong xilanh, thể tích của khí trong xilanh giảm, thế năng tăng lên. 

Luyện tập 1: Lấy ví dụ thực tế về sự thay đổi nội năng của hệ bằng cách thực hiện công và ví dụ về sự thay đổi nội năng của hệ bằng truyền nhiệt.

Đáp án chuẩn:

- Ví dụ 1 bằng cách thực hiện công: bơm lốp xe đạp hoặc xe máy

- Ví dụ 2 bằng cách truyền nhiệt: Khi ta đun nước bằng siêu trên bếp 

II. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Luyện tập 2: Một lượng khí nhận nhiệt lượng 250 kJ do được đun nóng; đồng thời nhận công 500 kJ do bị nén.

a. Xác định độ tăng nội năng của lượng khí.

b. Xác định độ biến thiên nội năng của lượng khí trên nếu đồng thời với việc cung cấp nhiệt lượng 250 kJ, lượng khí này giãn ra và thực hiện công 100 kJ lên môi trường xung quanh nó.

Đáp án chuẩn:

a.  750 kJ

b.   650kJ

Vận dụng: Hãy tìm hiểu và giải tích vì sao miếng sắt trên đe bị nóng lên khi bị đập bằng búa nhiều lần.

Đáp án chuẩn:

Giải thích:  Khi miếng sắt bị đập bởi búa, miếng sắt đã nhận công của búa thực hiện, khi đó động năng của các phân tử tăng lên, từ đó nhiệt độ của miếng sắt tăng lên.