Một lượng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang có pit-tông có thể dịch chuyển được. Không khí nóng dãn nở đẩy pit-tông dịch chuyên. Nếu không khí nóng thực hiện một công c...

Oanh Đỗ Giải bài toán:

Giải:

1. Phân tích bài toán:

• Hệ kín: Xilanh cách nhiệt nên không có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Hệ khí trong xilanh là một hệ kín.
• Quá trình đẳng nhiệt: Vì xilanh cách nhiệt nên nhiệt độ không đổi, quá trình khí dãn nở là đẳng nhiệt.
• Công của khí: Khi khí dãn nở, nó thực hiện công lên pit-tông.
• Biến thiên nội năng: Do hệ là kín và quá trình đẳng nhiệt nên sự biến thiên nội năng bằng công của khí thực hiện.

2. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:

• Biểu thức: ΔU = A, trong đó:
• ΔU: Độ biến thiên nội năng
• A: Công của khí thực hiện

3. Tính toán:

• Theo đề bài, A = -2000 J (công khí thực hiện là công âm vì khí thực hiện công lên vật khác)
• Vậy, độ biến thiên nội năng: ΔU = A = -2000 J = -2 kJ

4. Kết luận: Nội năng của khí giảm đi 2 kJ.

Đáp số: Nội năng của khí giảm đi 2 kJ.

Giải thích thêm:

• Dấu âm của công: Dấu âm cho biết khí đã thực hiện công, tức là đã mất đi một phần năng lượng để thực hiện công đó.
• Biến thiên nội năng âm: Điều này có nghĩa là nội năng của hệ giảm đi.

Kết luận: Khi khí nóng dãn nở trong xilanh cách nhiệt, nó thực hiện công và làm giảm nội năng của mình. Đây là một ví dụ điển hình về sự chuyển hóa năng lượng từ nội năng sang cơ năng.