20 ví dụ về câu hỏi nhiệt động lực học
Quá trình nhiệt động lực học
1. Trong nhiệt động lực học, một khí lý tưởng trải qua quá trình đẳng nhiệt nếu…
A. Trong khi trạng thái của khí thay đổi, nhiệt độ luôn không đổi.
B. Tất cả các phân tử đều chuyển động với tốc độ khác nhau.
C. Mọi điều kiện về khí đều luôn thay đổi nhiệt độ
D. Ở nhiệt độ cao, tốc độ chuyển động của các phân tử cao hơn.
E. Áp suất và thể tích khí không thay đổi
Cuộc thảo luận
Đẳng nhiệt hoặc đẳng nhiệt có nghĩa là nhiệt độ không đổi.
Đáp án đúng là A.
2. Tất cả các khí lý tưởng đều trải qua quá trình đẳng tích nên...
A. Tất cả các phân tử đều có cùng tốc độ
B. Ở nhiệt độ cao, tốc độ trung bình của các phân tử lớn hơn.
C. Áp suất khí không đổi
D. Khí sẽ thực hiện công việc
E. không có năng lượng nội tại
Cuộc thảo luận
Đẳng tích = thể tích không đổi.
Đáp án đúng là B.
3. Phát biểu chính xác về các quá trình nhiệt động lực học là…
A. Quá trình đẳng áp là quá trình thay đổi khí ở áp suất không đổi.
B. Quá trình đẳng áp là quá trình thay đổi áp suất của khí ở nhiệt độ không đổi.
C. Quá trình đẳng tích là quá trình thay đổi thể tích khí ở áp suất không đổi.
D. Đường đẳng nhiệt là quá trình thay đổi thể tích khí ở mức không đổi.
E. Quá trình đẳng tích là quá trình thay đổi thể tích khí ở nhiệt độ không đổi.
Cuộc thảo luận
Áp suất không đổi = đẳng áp
Đường đẳng tích = thể tích không đổi
Đẳng nhiệt = nhiệt độ không đổi
Đáp án đúng là A.
Định luật nhiệt động lực học thứ nhất
4. Từ đồ thị PV bên dưới, lượng công sinh ra từ khí trong quá trình I và II tỷ lệ thuận với...
A. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Quy trình 1:
Áp suất (P) = 20 N/m2
Thể tích ban đầu (V)1) = 10 lít = 10 dm3 = 10 x 10-3 m3
Tập cuối (V)2) = 40 lít = 40 dm3 = 40 x 10-3 m3
Quy trình 2:
Áp suất (P) = 15 N/m2
Thể tích ban đầu (V)1) = 20 lít = 20 dm3 = 20 x 10-3 m3
Tập cuối (V)2) = 60 lít = 60 dm3 = 60 x 10-3 m3
Yêu cầu:
Hàm:
Công việc đang tiến hành liên quan đến khí đốt I:
W = P ΔV = P (V2–v1) = (20)(40-10)(10-3 m3) = (20)(30)(10-3 m3) = (600)(10-3 m3) = 0,6 m3
Công việc đang tiến hành liên quan đến khí đốt II:
W = P ΔV = P (V2–v1) = (15)(60-20)(10-3 m3) = (15)(40)(10-3 m3) = (600)(10-3 m3) = 0,6 m3
So sánh công sinh khí trong quá trình I và II:
0,6 m3 : 0,6 m3
1: 1
Đáp án đúng là E.
5. Từ đồ thị P – V, lượng công sinh ra từ khí trong quá trình I và II tỷ lệ thuận với...
A. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Quy trình I:
Áp suất (P) = 20 Pascal
Tập 1 (V)1) = 10 lít
Tập 2 (V)2) = 40 lít
Quy trình II:
Áp suất (P) = 15 Pascal
Tập 1 (V)1) = 20 lít
Tập 2 (V)2) = 60 lít
Yêu cầu: So sánh công sinh khí trong quá trình I và II
Hàm:
Quá trình nhiệt động lực học dựa trên đồ thị trên là một quá trình đẳng áp (áp suất không đổi).
Công do khí thực hiện trong quá trình I:
W = P (V2 - V1)
W = (20)(40 – 10)
W = (20)(30)
W = 600
Công việc do khí thực hiện trong quá trình II:
W = P (V2 - V1)
W = (15)(60 – 20)
W = (15)(40)
W = 600
So sánh công sinh khí trong quá trình I và II:
600: 600
1: 1
Đáp án đúng là E.
6. Khí heli được nung nóng theo đồ thị PV bên dưới. Công do khí heli thực hiện trong quá trình AB là...
A. XUẤT KHẨU jun 
B. 10 joules
C. 8 joules
D. 4 joules
E. 2 joules
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Áp suất (P) = 2 x 105 N / m2 = 2 x 105 Pascal
Thể tích ban đầu (V)1) = 5cm3 = 5 x 10-6 m3
Tập cuối (V)2) = 15cm3 = 15 x 10-6 m3
Yêu cầu Công do khí thực hiện trong quá trình AB
Jawab :
W = ∆P ∆V
W = P (V2 - V1)
W = (2 x 105)(15 x 10-6 - 5 x 10-6)
W = (2 x 105)(10 x 10-6) = (2 x 105)(1 x 10-5)
W = 2 Joule
Đáp án đúng là E.
7. Hãy nhìn vào hình ảnh! Một khí lý tưởng trải qua quá trình thay đổi áp suất (P) theo thể tích (V). Công do khí thực hiện trong quá trình này là…
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Jun
E. 4 Joule
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Áp suất ban đầu (P)1) = 4 Pa = 4 N/m2
Áp suất cuối cùng (P)2) = 6 Pa = 6 N/m2
Thể tích ban đầu (V)1) = 2 m3
Tập cuối (V)2) = 4 m3
Yêu cầu Công do khí thực hiện (W)
Jawab :
Công do khí thực hiện = diện tích dưới đường cong ab.
W = diện tích tam giác + diện tích hình chữ nhật
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
Đáp án đúng là E.
8. Một khí lý tưởng trải qua một chu trình khép kín A → B → C → A. Trong một chu trình, khí thực hiện công có giá trị là…
A. -2,0 x 103 J
B. -5,5 x 103 J
C. -8,0 x 105 J
D. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
Cuộc thảo luận
Công (W) = diện tích của đường cong (diện tích của tam giác nằm bên trong đường thẳng có mũi tên).
W = ½ (20-10)(6 x 105 - 2 x 105)
W = ½ (10)(4 x 105)
W = (5)(4 x 105)
W = 20 x 105 = 2 x 106 Joule
Đáp án đúng là D.
Động cơ nhiệt
9. Một động cơ hấp thụ 2.000 Jun nhiệt từ nguồn nhiệt độ cao và thải ra 1.200 Jun vào nguồn nhiệt độ thấp. Hiệu suất của động cơ là ….
A. 80%
B. 75%
C. 60%
D. 50%
E. 40%
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Nhiệt lượng hấp thụ (Q)H) = 2000 Joule
Nhiệt lượng tỏa ra (Q)L) = 1200 Joule
Công do máy tạo ra (W) = 2000 – 1200 = 800 Jun
Yêu cầu : Hiệu suất của động cơ nhiệt (e)
Jawab :
Công thức tính hiệu suất của động cơ nhiệt:
e = W / QH = 800/2000 = 0,4 x 100% = 40%
Đáp án đúng là E.
Động cơ Carnot
10. Hiệu suất của động cơ Carnot có chu trình hấp thụ nhiệt ở nhiệt độ 960 K và thải nhiệt ở nhiệt độ 576 K là...
A. 40%
B. 50%
C. 56%
D. 60%
E. 80%
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Nhiệt độ cao (T)H) = 960 K
Nhiệt độ thấp (T)L) = 576 K
Yêu cầu : Hiệu suất động cơ Carnot (e)
Jawab :
Hiệu suất của động cơ Carnot là 0,4 x 100% = 40%.
Đáp án đúng là A.
11. Trong đồ thị PV của động cơ Carnot bên dưới, W = 6.000 Jun. Lượng nhiệt mà động cơ tỏa ra mỗi chu kỳ là…
A. 2.250 joules
B. 3.000 joules
C. 3.750 joules
D. 6.000 joules
E. 9.600 joules
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Công (W) = 6000 Jun
Nhiệt độ cao (T)H) = 800 Kelvin
Nhiệt độ thấp (T)L) = 300 Kelvin
Yêu cầu: Q
Hàm:
Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng (động cơ Carnot):
Nhiệt lượng hấp thụ bởi động cơ Carnot:
W = e Q1
6000 = (0,625) Q1
Q1 = 6000/0,625
Q1 = 9600
Nhiệt lượng tỏa ra từ động cơ Carnot:
Q2 = Q1 - W
Q2 = 9600 - 6000
Q2 = 3600 Joule
Không có câu trả lời đúng.
12. Một động cơ Carnot có hiệu suất 40% sử dụng nguồn nhiệt nóng ở 727°C. Hãy xác định nhiệt độ của nguồn nhiệt lạnh!
A. 327°C
B. 357°C
C. 400°C
D. 600°C
E. 627°C
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Hiệu suất (e) = 40% = 40/100 = 0,4
Nhiệt độ cao (T)H) = 727oC + 273 = 1000 K
Yêu cầu: Xác định nhiệt độ của bể chứa lạnh.
Hàm:
Nhiệt độ bể chứa là 600–273 = 327oC
Đáp án đúng là A.
13. Đồ thị P-V của động cơ Carnot có dạng như hình sau! Nếu động cơ hấp thụ 800 J nhiệt lượng, thì công thực hiện là…
A. 105,5 J
B. 252,6 J
C. 336,6 J
D. 466,7 J
E. 636,7 J
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Nhiệt độ cao (T)H) = 600 Kelvin
Nhiệt độ thấp (T)L) = 250 Kelvin
Nhiệt lượng hấp thụ (Q)1) = 800 Joule
Yêu cầu: Kinh doanh (W)
Hàm:
Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng (động cơ Carnot):
Những nỗ lực đã thực hiện bao gồm:
W = e Q1
W = (7/12)(800 Jun)
W = 466,7 Joule
Đáp án đúng là D.
14. Động cơ Carnot hoạt động ở nhiệt độ cao 600 K để tạo ra công cơ học. Nếu động cơ hấp thụ 600 J nhiệt ở nhiệt độ thấp 400 K, thì công tạo ra là…
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Nhiệt độ thấp (T)L) = 400 K
Nhiệt độ cao (T)H) = 600 K
Nhiệt lượng hấp thụ (Q)1) = 600 Joule
Yêu cầu Công việc do động cơ Carnot thực hiện (W)
Jawab :
Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng (động cơ Carnot):
Công việc do động cơ Carnot thực hiện:
W = e Q1
W = (1/3)(600) = 200 Jun
Đáp án đúng là E.
Lý thuyết động học chất khí và nhiệt động lực học
15. Trong một bình chứa có khí lý tưởng với thể tích 4 lít, nhiệt độ 27°C.oC và áp suất 3 atm (1 atm = 105 Nm-2Khí này trải qua quá trình gia nhiệt ở áp suất không đổi đến nhiệt độ 87°C.oC. Nhiệt dung riêng của khí là 9 JK-1 Thể tích cuối cùng của khí và sự thay đổi nội năng của khí lần lượt là…
A. 4,2 lít, ΔU = 200 Joule
B. 4,4 lít, ΔU = 240 Joule
C. 4,6 lít, ΔU = 280 Joule
D. 4,8 lít, ΔU = 300 Joule
E. 4,8 lít, ΔU = 360 Joule
Cuộc thảo luận
Quá trình đẳng áp (áp suất không đổi)
Ai cũng biết rằng:
Thể tích ban đầu của khí lý tưởng (V)1) = 4 lít
Nhiệt độ ban đầu của khí lý tưởng (T)1) = 27oC + 273 = 300 K
Nhiệt độ cuối cùng của một khí lý tưởng (T)2) = 87oC + 273 = 360 K
Áp suất khí lý tưởng (P) = 3 atm = 3 x 105 Nm-2
Nhiệt dung riêng của khí (°C) = 9 JK-1
Yêu cầu: Thể tích khí cuối cùng (V)2) và sự thay đổi năng lượng trong khí (ΔU)
Hàm:
Tính thể tích cuối cùng bằng cách sử dụng công thức định luật.um Charles (quá trình đẳng áp hoặc áp suất không đổi):
Thay đổi âm lượng:
1 lít = 0,001 m³3
Thể tích ban đầu (V)1) = 4 (0,001 m3) = 0,004 m3
Tập cuối (V)2) = 4,8 (0,001 m3) = 0,0048 m3
Thay đổi volume (ΔV) = V2 - V1 = 0,0048 m3 - 0,004 m3 = 0,008 m3.
Thay đổi nhiệt độ:
Thay đổi nhiệt độ (ΔT) = T2 - T1 = 360 K – 300 K = 60 K
Tính toán sự thay đổi nội năng (ΔU) của một khí lý tưởng bằng cách sử dụng công thức của Định luật Nhiệt động lực học thứ nhất:
ΔU = Q – W
Mô tả: ΔU = sự thay đổi nội năng, Q = nhiệt lượng, W = công.
Tính công (W) ở áp suất không đổi:
W = P ΔV = (3 x 105)(0,0008) = (3 x 101)(8) = (30)(8) = 240 Joule
Tính nhiệt lượng (Q) bằng công thức nhiệt dung riêng (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 Joule
Tính toán sự thay đổi nội năng:
ΔU = Q – W = 540 Jun – 240 Joule = 300 Joule.
Đáp án đúng là D.
16. Trong một bình chứa 6 lít khí lý tưởng ở áp suất 2 atm (1 atm = 10 lít/100km).5 Nm-2), nhiệt độ 27oC. Khí được đun nóng đến nhiệt độ 77°C.oC ở áp suất không đổi. Nếu nhiệt dung riêng của khí là 5 JK-1Thể tích cuối cùng và sự thay đổi nội năng của khí lần lượt là…
A. 8 lít; ΔU = 250 Joule
B. 8 lít; ΔU = 200 Joule
C. 7 lít; ΔU = 100 Joule
D. 7 lít; ΔU = 50 Joule
E. 7 lít; ΔU = 20 Joule
Cuộc thảo luận
Quá trình đẳng áp (áp suất không đổi)
Ai cũng biết rằng:
Thể tích ban đầu của khí lý tưởng (V)1) = 6 lít
Nhiệt độ ban đầu của khí lý tưởng (T)1) = 27oC + 273 = 300 K
Nhiệt độ cuối cùng của một khí lý tưởng (T)2) = 77oC + 273 = 350 K
Áp suất khí lý tưởng (P) = 2 atm = 2 x 105 Nm-2
Nhiệt dung riêng của khí (°C) = 5 JK-1
Yêu cầu: Thể tích khí cuối cùng (V)2) và sự thay đổi năng lượng trong khí (ΔU)
Hàm:
Tính thể tích cuối cùng bằng cách sử dụng công thức định luật.um Charles (quá trình đẳng áp hoặc áp suất không đổi):
Thay đổi âm lượng:
1 lít = 0,001 m³3
Thể tích ban đầu (V)1) = 6 (0,001 m3) = 0,006 m3
Vthể tích cuối cùng (V)2) = 7 (0,001 m3) = 0,007 m3
Thay đổi thể tích (ΔV) = V2 - V1 = 0,007 m3 - 0,006 m3 = 0,001 m3.
Thay đổi nhiệt độ:
Thay đổi nhiệt độ (ΔT) = T2 - T1 = 350 K – 300 K = 50 K
Tính toán sự thay đổi nội năng (ΔU) của một khí lý tưởng bằng cách sử dụng công thức của Định luật Nhiệt động lực học thứ nhất:
ΔU = Q – W
Mô tả: ΔU = sự thay đổi nội năng, Q = nhiệt lượng, W = công.
Tính công (W) ở áp suất không đổi:
W = P ΔV = (2 x 105)(0,001) = (2 x 102) (1) = (200)(1) = 200 Jun
Tính nhiệt lượng (Q) bằng công thức nhiệt dung riêng (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 Joule
Tính toán sự thay đổi nội năng:
ΔU = Q – W = 250 Jun – 200 Joule = 50 Joule.
Đáp án đúng là D.
Quá trình nhiệt động lực học
17. Hãy chú ý đến biểu đồ bên cạnh và những phát biểu sau đây!
(1Quá trình AB là đẳng áp và W = P (V)2 - V1)
(2) Quá trình BC là đoạn nhiệt và ΔU = Q
(3) Quá trình BC là đẳng tích và ΔU = Q
(4) Quá trình CA là đẳng nhiệt và hệ thống hấp thụ nhiệt.
Câu đúng là…
A. (1) và (3)
B. (1) và (4)
C. (2) và (3)
D. (2) và (4)
E. (3) và (4)
Cuộc thảo luận
(1Quá trình AB là đẳng áp và W = P (V)2 - V1)
Đẳng áp = áp suất không đổi. Áp suất không đổi được biểu thị bằng một đường thẳng dọc theo điểm P.1 Từ A đến B. Trong quá trình này, áp suất không đổi nhưng thể tích thay đổi, cụ thể là thể tích tăng lên. Nếu thể tích tăng lên thì hệ thống thực hiện công lên môi trường, trong đó lượng công (W) là kết quả của việc nhân áp suất (P) với sự thay đổi thể tích (ΔU).
(3) Quá trình BC là đẳng tích và ΔU = Q
Đường đẳng tích = thể tích không đổi. Thể tích không đổi được biểu thị bằng một đường thẳng dọc theo trục V.2 Từ B đến C. Trong quá trình này, thể tích không đổi nhưng áp suất thay đổi, tức là áp suất tăng lên. Thể tích không đổi nên không có công được thực hiện, do đó W = 0. Công thức của Định luật Nhiệt động lực học thứ nhất là ΔU = Q – W, trong đó ΔU = sự thay đổi nội năng, Q = nhiệt lượng và W = công. Nếu không có công thì W = 0, do đó ΔU = Q.
Đáp án đúng là A.
18. Hãy xem đồ thị chu trình nhiệt động lực học sau đây!
Từ phát biểu sau:
(1) A – B = đẳng tích, công phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ
(2) B – C = đoạn nhiệt, không có sự thay đổi nhiệt
(3) B – C = đẳng áp, công phụ thuộc vào sự thay đổi thể tích
(4) C – A = quá trình diễn ra với nỗ lực từ bên ngoài hệ thống
Sự thật là…
A. (1) và (2)
B. (1) và (3)
C. (2) và (3)
D. (2) và (4)
E. (3) và (4)
Cuộc thảo luận
(1) A – B = đẳng tích, công phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ
Đúng vậy, quá trình này là đẳng tích (thể tích không đổi). Tuy nhiên, thể tích vẫn không đổi, nên không có công được thực hiện. Công chỉ phát sinh khi thể tích thay đổi. Do đó, phát biểu này không chính xác.
(3) B – C = đẳng áp, công phụ thuộc vào sự thay đổi thể tích
Đẳng áp = áp suất không đổi. Áp suất không đổi được biểu thị bằng một đường thẳng từ B đến C. Trong quá trình này, thể tích của hệ thống thay đổi, cụ thể là thể tích tăng lên. Sự tăng thể tích của hệ thống có nghĩa là hệ thống thực hiện công lên môi trường.
(4) C – A = quá trình diễn ra với nỗ lực từ bên ngoài hệ thống
Trong quá trình này, thể tích của hệ thống giảm và áp suất của hệ thống cũng giảm. Sự giảm thể tích của hệ thống có nghĩa là môi trường đang thực hiện công việc lên hệ thống. Nói cách khác, công việc đang được thực hiện từ bên ngoài.
Đáp án đúng là E.
Các định luật nhiệt động lực học
19. Hãy nhìn vào hình! Một khí lý tưởng trải qua quá trình chuyển đổi áp suất (P) thành thể tích (V). Công do khí thực hiện trong quá trình này là…
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Jun
E. 4 Joule
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Áp suất ban đầu (P)1) = 4 Pa = 4 N/m2
Áp suất cuối cùng (P)2) = 6 Pa = 6 N/m2
Thể tích ban đầu (V)1) = 2 m3
Tập cuối (V)2) = 4 m3
Yêu cầu Công do khí thực hiện (W)
Jawab :
Công do khí thực hiện = diện tích dưới đường cong ab.
W = diện tích tam giác + diện tích hình chữ nhật
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
Đáp án đúng là E.
20. Một khí lý tưởng trải qua một chu trình khép kín A → B → C → A. Trong một chu trình, khí thực hiện công có giá trị là…
A. −2,0 x 103 J
B. −5,5 x 103 J
C. −8,0 x 105 J
D. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
Cuộc thảo luận
Công (W) = diện tích của đường cong (diện tích của tam giác nằm bên trong đường thẳng có mũi tên).
W = ½ (20-10)(6 x 105 - 2 x 105)
W = ½ (10)(4 x 105)
W = (5)(4 x 105)
W = 20 x 105 = 2 x 106 Joule
Đáp án đúng là D.
Nguồn câu hỏi:
Các câu hỏi Vật lý cho kỳ thi quốc gia dành cho học sinh trung học phổ thông/trung học nghề
