Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xi lanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy pit-tông đi đều một đoạn 5cm. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xi-lanh có độ lớn là 20N. Bỏ qu...

1. Tính Công và Độ biến thiên Nội năngĐịnh luật I Nhiệt động lực học được phát biểu là:$\Delta U = Q + A$Trong đó:$\Delta U$ là độ biến thiên nội năng của chất khí ($\text{J}$).$Q$ là nhiệt lượng mà chất khí nhận được ($\text{J}$).$A$ là công mà lực bên ngoài thực hiện lên chất khí ($\text{J}$).a. Tính Công ($A$)Công $A$ là công của lực bên ngoài tác dụng lên chất khí. Trong trường hợp này, chất khí nở ra (thực hiện công $\mathbf{A'}$ lên môi trường), chống lại lực ma sát ($f_{ms}$) của pit-tông.Công do chất khí thực hiện lên môi trường ($A'$):$A' = \text{Lực cản} \times \text{Quãng đường} = f_{ms} \times s$$f_{ms} = 20 \text{ N}< math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">s=5 cm=0,05 m< annotation encoding="LaTeX">s = 5 \text{ cm} = 0,05 \text{ m}$A' = 20 \text{ N} \times 0,05 \text{ m} = 1,0 \text{ J}$Công mà lực bên ngoài thực hiện lên chất khí ($A$):Công $A$ luôn đối dấu với công $A'$ mà chất khí thực hiện:$A = -A' = -1,0 \text{ J}$(Dấu âm nghĩa là chất khí đã sinh công, nội năng của nó giảm đi).b. Tính Độ biến thiên Nội năng ($\Delta U$)Chất khí nhận nhiệt lượng $Q = 1,5 \text{ J}$. (Q dương)Công mà lực bên ngoài thực hiện lên khí $A = -1,0 \text{ J}$.Áp dụng Định luật I:$\Delta U = Q + A$$\Delta U = 1,5 \text{ J} + (-1,0 \text{ J})$$\mathbf{\Delta U = 0,5 \text{ J}}$