Trắc nghiệm Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học lớp 12 (có đáp án)

A – sai vì nội năng là một dạng năng lượng

B – sai vì nhiệt độ lớn hơn thì nội năng lớn hơn, nhưng nội năng lớn hơn chưa chắc đã có nhiệt độ lớn hơn.

C – sai vì có hai cách làm thay đổi nội năng đó là thực hiện công và truyền nhiệt.

Chọn D.

Năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật giảm thì nội năng của vật giảm.

Chọn B.

a) Sai.

Nội năng của vật tăng mặc dù nhiệt độ của vật đang nóng chảy không đổi, nhưng chúng luôn nhận được thêm nhiệt lượng Q để nóng chảy hoàn toàn, nên do đó nhiệt lượng tăng làm nội năng tăng.

b) Đúng.

Nội năng của nước đá đang tan tăng mặc dù nhiệt độ của nước đá đang tan không đổi, nhưng chúng luôn nhận được thêm nhiệt lượng Q từ môi trường bên ngoài để nóng chảy hoàn toàn, nên do đó nhiệt lượng tăng làm nội năng tăng.

c) Đúng.

Nội năng của hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi giảm vì nó truyền nhiệt lượng ra môi trường bên ngoài nên nhiệt lượng giảm dẫn đến nội năng giảm.

d) Đúng.

Khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng thì có sự thực hiện công lên vật, do đó vật nhận công, suy ra nội năng tăng.

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

a) Do pít-tông chuyển động thẳng đều nên lực đẩy của khối khí tác dụng lên pít-tông cân bằng với lực ma sát giữa pít-tông và xilanh. Độ lớn lực đẩy của khối khí lên pít-tông: $F = 20{,}0\;{\rm{N}}.$

Công của khối khí thực hiện: ${A^\prime } = Fs = (20{,}0\;{\rm{N}}) \cdot (0{,}060\;{\rm{m}}) = 1{,}2\;{\rm{J}}.$

b) Theo định luật I nhiệt động lực học: $\Delta U = A + Q.$

Trường hợp này, hệ thực hiện công và nhận nhiệt nên: $A = - 1{,}2\;{\rm{J}}$ và $Q = 1{,}5\;{\rm{J}}.$

Do đó: $\Delta U = - 1{,}2 + 1{,}5 = 0{,}30\;{\rm{J}}.$

c) Áp suất chất khí: $p = \frac{F}{S} = \frac{{20{,}0\;{\rm{N}}}}{{1,{{0.10}^{ - 4}}\;{{\rm{m}}^2}}} = 2,{0.10^5}\;{\rm{N}}/{{\rm{m}}^2} = 2,{0.10^5}\;{\rm{Pa}}.$

d) Thể tích khí trong xilanh tăng:

$\Delta V = S.d = \left( {1{,}0 \cdot {{10}^{ - 4}}\;{{\rm{m}}^2}} \right) \cdot (0{,}060\;{\rm{m}}) = 6{,}0 \cdot {10^{ - 6}}\;{{\rm{m}}^3} = 6{,}0{\rm{ml}}$

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai.

+ Theo định luật 1 nhiệt động lực học: $\Delta U = A + Q.$

+ Trường hợp bài toán, hệ nhận công và truyền nhiệt lượng nên: $A = 100\;{\rm{J}}$ và $Q = - 30\;{\rm{J}}.$

Do đó: $\Delta U = 100\;{\rm{J}} - 30\;{\rm{J}} = + 70\;{\rm{J}}.$

Đáp án: 70 J.

Người truyền nhiệt lượng cho chất khí → chất khí nhận nhiệt lượng Q > 0.

Độ biến thiên nội năng của chất khí là DU = A + Q = -70 + 100 = 30 J.

Đáp án: 30 J.

Công mà lực ma sát thực hiện trong dịch chuyển của pit-tông đoạn 5 cm có độ lớn:

A$_{ms}$ = F$_{ms}$s = 20.0,05 = 1 J.

Công mà chất khí thực hiện để thắng công của lực ma sát là A = -A$_{ms}$= −1 J.

Độ biến thiên nội năng của chất khí DU = A + Q = -1 + 1,5 = 0,5 J.

Đáp án: 0,5 J