Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Vật lí 12 kntt bài 2: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học

Câu 1: 

• Khi hai vật A và B tiếp xúc với nhau, theo định luật I của nhiệt động lực học, sẽ có sự trao đổi nhiệt lượng từ vật có nhiệt độ cao hơn (vật A) sang vật có nhiệt độ thấp hơn (vật B). Quá trình này diễn ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau.
• Nhiệt lượng mà vật A mất đi sẽ bằng nhiệt lượng mà vật B nhận được. Do đó, nội năng của vật A sẽ giảm đi, trong khi nội năng của vật B sẽ tăng lên. Sự thay đổi nội năng này phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ ban đầu của hai vật.
• Cuối cùng, khi hai vật đạt cùng nhiệt độ, sẽ không còn sự trao đổi nhiệt nữa, và nội năng của cả hai vật sẽ ổn định.

Câu 2: 

• Trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ của hệ không thay đổi, nên nội năng của hệ cũng không thay đổi. Do đó, độ biến thiên nội năng bằng 0: ΔU = 0
• Theo định luật I của nhiệt động lực học: ΔU = A + Q 

Trong đó: 

+ ΔU: độ biến thiên nội năng 

+ Q: nhiệt lượng mà khí nhận vào (hoặc mất đi). 

+A: công mà khí thực hiện lên môi trường ngoài. 

• Trong bài, công thực hiện lên môi trường ngoài là 500J nên suy ra A<0 

=> A = - 500

• Ta có: ΔU = A + Q 

Tương đương: 0 = -500 + Q 

Suy ra Q = 500J

Vậy trong quá trình đẳng nhiệt, khí phải nhận vào 500J nhiệt lượng để có thể thực hiện công 500J lên môi trường ngoài mà không làm thay đổi nội năng của hệ.