Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một xi lanh có pít-tông cách nhiệt và nằm ngang, pít-tông chía xi lanh thành hai phần. Truyền nhiệt lượng 100 J cho khí bên ngăn A thì pít-tông chuyển động đều một đoạn a = 0,2 m về phía ngân B. Biết lực ma sát giữa xi-lanh và pít-tông là 16 N. Độ biến thiên nội năng ở ngân B là?

Một xi lanh có pít-tông cách nhiệt và nằm ngang, pít-tông chía xi lanh thành hai phần. Truyền nhiệt lượng 100 J cho khí bên ngăn A thì pít-tông chuyển động đều một đoạn 4 = 0,2 m về phía ngân B. Biết lực ma sát giữa xi-lanh và pít-tông là 16 N. a) Độ biến thiên nội năng ở ngân B là ?
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
3.149
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, chúng ta cần sử dụng định luật bảo toàn năng lượng và các khái niệm cơ bản về nhiệt động học.

Đầu tiên, ta cần xác định công mà lực ma sát thực hiện khi pít-tông chuyển động. Công của lực ma sát \( W_{ms} \) được tính bằng công thức:
\[ W_{ms} = F_{ms} \cdot d \]
trong đó:
- \( F_{ms} \) là lực ma sát (16 N)
- \( d \) là quãng đường pít-tông di chuyển (0,2 m)

Thay các giá trị vào, ta có:
\[ W_{ms} = 16 \, \text{N} \times 0,2 \, \text{m} = 3,2 \, \text{J} \]

Tiếp theo, ta cần xác định công mà khí trong ngăn A thực hiện để đẩy pít-tông. Công này chính là công mà lực ma sát thực hiện cộng với công mà khí trong ngăn B thực hiện để đẩy pít-tông (nếu có). Tuy nhiên, vì pít-tông chuyển động đều, lực đẩy từ khí trong ngăn A phải cân bằng với lực ma sát và lực đẩy từ khí trong ngăn B. Do đó, công mà khí trong ngăn A thực hiện chính là công của lực ma sát.

Theo định luật bảo toàn năng lượng, nhiệt lượng truyền vào ngăn A sẽ được chia thành công thực hiện bởi khí trong ngăn A và sự thay đổi nội năng của khí trong ngăn A. Vì pít-tông cách nhiệt, không có sự trao đổi nhiệt giữa ngăn A và ngăn B, nên sự thay đổi nội năng của ngăn B chỉ phụ thuộc vào công mà khí trong ngăn A thực hiện.

Nhiệt lượng truyền vào ngăn A là \( Q = 100 \, \text{J} \). Công mà khí trong ngăn A thực hiện là \( W_{ms} = 3,2 \, \text{J} \). Do đó, độ biến thiên nội năng của khí trong ngăn A là:
\[ \Delta U_A = Q - W_{ms} = 100 \, \text{J} - 3,2 \, \text{J} = 96,8 \, \text{J} \]

Vì pít-tông cách nhiệt và không có sự trao đổi nhiệt giữa hai ngăn, độ biến thiên nội năng của ngăn B sẽ bằng độ biến thiên nội năng của ngăn A nhưng với dấu ngược lại (do nội năng tổng của hệ không đổi). Do đó:
\[ \Delta U_B = -\Delta U_A = -96,8 \, \text{J} \]

Vậy, độ biến thiên nội năng ở ngăn B là \(-96,8 \, \text{J}\).
0
0
Linh Linh
12/07 20:59:52

Giả sử:

  • Pít-tông chuyển động đều một đoạn 4 = 0,2 m về phía ngăn B
  • Lực ma sát giữa xi-lanh và pít-tông là 16 N
  • Truyền nhiệt lượng 100 J cho khí bên ngăn A

a) Độ biến thiên nội năng ở ngăn B là:

Công của lực ma sát: W_ma_sat = -F_ma_sat * 4 = -16 * 0,2 = -3,2 J

Công của lực tác dụng lên pít-tông: W_tác_dụng = Q = 100 J

Theo định luật bảo toàn năng lượng: W_tác_dụng = W_ma_sat + ΔU_B ΔU_B = W_tác_dụng - W_ma_sat ΔU_B = 100 J - (-3,2 J) = 103,2 J

Vậy, độ biến thiên nội năng ở ngăn B là 103,2 J.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×