Cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho một khối khí trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra đẩy pít-tông đi một đoạn 6,0 cm. Biết lực ma sát giữa pít-tông và xilanh có độ lớn là 20,0 N, diện tích tiết...

a) Công của khối khí thực hiện:

Công của khối khí bao gồm công thắng lực ma sát và công sinh ra khi thể tích khí tăng.

• Công thắng lực ma sát: Ams = Fms.s = 20.0 N * 0.06 m = 1.2 J
• Vì pittong chuyển động thẳng đều nên công khối khí sinh ra khi thể tích tăng bằng công thắng lực ma sát.

Vậy, phát biểu a) là SAI. Công của khối khí thực hiện là 1.2 J (chỉ là công thắng lực ma sát).

b) Độ biến thiên nội năng:

Theo nguyên lí I nhiệt động lực học:

ΔU = Q - A

Trong đó:

• ΔU là độ biến thiên nội năng
• Q là nhiệt lượng mà hệ nhận được
• A là công mà hệ thực hiện

Thay số: ΔU = 1.5 J - 1.2 J = 0.3 J

Vậy, phát biểu b) là SAI. Độ biến thiên nội năng của khối khí là 0.3 J.

c) Áp suất của chất khí:

Áp suất của chất khí được tính bằng công thức:

P = F / S

Trong đó:

• P là áp suất (Pa)
• F là lực tác dụng lên pít-tông (N)
• S là diện tích tiết diện pít-tông (m²)

Lực tác dụng lên pít-tông chính là lực ma sát: F = Fms = 20.0 N

Thay số: P = 20.0 N / (1.0 x 10⁻⁴ m²) = 2.0 x 10⁵ Pa

Vậy, phát biểu c) là ĐÚNG.

d) Thể tích khí trong xilanh:

Độ biến thiên thể tích của khí trong xilanh được tính bằng:

ΔV = S.s = (1.0 x 10⁻⁴ m²) * 0.06 m = 6.0 x 10⁻⁶ m³ = 6.0 x 10⁻³ lít

Vậy, phát biểu d) là SAI. Thể tích khí trong xilanh tăng 6.0 x 10⁻³ lít.