Đăng nhập Đăng ký

ID: 19003

Nhận biết (M1)
(1) Phát biểu các định luật Newton về chuyển động của chất điểm. Nêu đặc điểm của không gian và thời gian trong cơ học cổ điển.
(2) Một khối khí lý tưởng lưỡng nguyên tử gồm $\displaystyle n=1,0 \mathrm{~mol}$ thực hiện chu trình biến đổi trạng thái $\displaystyle 1-2-3-1$ được biểu thị trên đồ thị $\displaystyle (p, V)$ như hình vẽ. Trạng thái 1 có nhiệt độ $\displaystyle T_{1}=300 \mathrm{~K}$ . Quá trình $\displaystyle 1 \rightarrow 2$ là dãn nở đẳng áp đến thể tích $\displaystyle V_{2}=2 V_{1}$ . Quá trình $\displaystyle 2 \rightarrow 3$ là quá trình làm lạnh đẳng tích đến áp suất $\displaystyle p_{3}=0,5 p_{1}$ . Quá trình $\displaystyle 3 \rightarrow 1$ là quá trình nén đẳng nhiệt để đưa khí về trạng thái ban đầu. Hãy tính tổng nhiệt lượng khối khí nhận vào (hoặc tỏa ra) trong quá trình đẳng áp $\displaystyle 1 \rightarrow 2$ và công khối khí nhận vào (hoặc sinh ra) trong quá trình đẳng nhiệt $\displaystyle 3 \rightarrow 1$ .

Đáp án đúng:
1. Lý thuyết Cơ học
) Các định luật Newton về chuyển động:
+ Định luật I (Định luật quán tính): Một chất điểm cô lập (không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực cân bằng) sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều mãi mãi.
+ Định luật II (Phương trình cơ bản của động lực học): Véctơ gia tốc của một chất điểm tỉ lệ thuận với véctơ lực tổng hợp tác dụng lên nó và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó. Biểu thức: $\displaystyle \vec{a}=\frac{\vec{F}}{m}$ hay $\displaystyle \vec{F}=m \vec{a}$ .
+ Định luật III (Định luật tác dụng và phản tác dụng): Lực tác dụng và phản tác dụng giữa hai chất điểm bao giờ cũng xuất hiện đồng thời, cùng nằm trên một đường thẳng nối hai chất điểm, ngược chiều và có cùng độ lớn. Biểu thức: $\displaystyle \vec{F}_{12}=-\vec{F}_{21}$ .
) Đặc điểm của không gian và thời gian trong cơ học cổ điển:
+ Không gian: Có tính chất đồng nhất (mọi vị trí đều bình đẳng) và đẳng hướng (mọi phương đều bình đẳng), tuân theo hình học Euclid ba chiều. Khái niệm không gian là tuyệt đối, không phụ thuộc vào hệ quy chiếu và sự tồn tại của vật chất.
+ Thời gian: Trôi đi một cách đồng đều đặn, một chiều (từ quá khứ đến tương lai) và hoàn toàn độc lập với không gian cũng như sự vận động của vật chất. Thời gian là tuyệt đối, cùng một khoảng thời gian đo được ở các hệ quy chiếu khác nhau là như nhau.
2. Bài tập Nhiệt học
) Khảo sát các thông số trạng thái:
+ Trạng thái 1: Nhiệt độ $\displaystyle T_{1}=300 \mathrm{~K}$ . Khí lưỡng nguyên tử nên số bậc tự do $\displaystyle i=5$ .
+ Quá trình $\displaystyle 1 \rightarrow 2$ đẳng áp $\displaystyle \left(p_{2}=p_{1}\right)$ : Theo định luật Gay-Lussac $\displaystyle \frac{V_{1}}{T_{1}}=\frac{V_{2}}{T_{2}}$ . Vì $\displaystyle V_{2}=2 V_{1}$ nên $\displaystyle T_{2}=2 T_{1}=600 \mathrm{~K}$ .
+ Quá trình $\displaystyle 2 \rightarrow 3$ đẳng tích $\displaystyle \left(V_{3}=V_{2}=2 V_{1}\right)$ : Quá trình $\displaystyle 3 \rightarrow 1$ là đẳng nhiệt nên $\displaystyle T_{3}=T_{1}=300 \mathrm{~K}$ .
) Tính nhiệt lượng quá trình $\displaystyle 1 \rightarrow 2$ :
+ Khí dãn nở đẳng áp, nhiệt dung mol đẳng áp $\displaystyle C_{p}=\frac{i+2}{2} R=3,5 R$ .
+ Nhiệt lượng hệ nhận vào: $\displaystyle Q_{12}=n C_{p}\left(T_{2}-T_{1}\right)=1,0 \cdot 3,5 \cdot 8,31 \cdot(600-300)= 3,5 \cdot 8,31 \cdot 300$ .
+ Tính toán: $\displaystyle Q_{12}=1050 \cdot 8,31=8725,5(\mathrm{~J})$ . Vì $\displaystyle Q_{12}>0$ nên khối khí nhận nhiệt.
*) Tính công quá trình $\displaystyle 3 \rightarrow 1$ :
+ Khí bị nén đẳng nhiệt từ $\displaystyle V_{3}=2 V_{1}$ về $\displaystyle V_{1}$ .
+ Công do khối khí sinh ra: $\displaystyle A_{31}^{\prime}=n R T_{1} \ln \left(\frac{V_{1}}{V_{3}}\right)=1,0 \cdot 8,31 \cdot 300 \cdot \ln (0,5)=-2493$ . $\displaystyle \ln (2)$ .
+ Lấy $\displaystyle \ln (2) \approx 0,69315$ , suy ra $\displaystyle A_{31}^{\prime} \approx-1728(\mathrm{~J})$ . Khí nhận công từ ngoại lực có độ lớn $\displaystyle A_{\text {ngoại lực }}=-A_{31}^{\prime}=1728(\mathrm{~J})$ .
Giải thích đáp án:
.

để xem lời giải của câu hỏi này

Câu hỏi cùng chủ đề

Chưa có câu hỏi