Người ta thực hiện công để nén 6 m^3 khí oxygen ở điều kiện bình thường
Người ta thực hiện công để nén 6 m khí oxygen ở điều kiện bình thường vào trong một bình dung tích 40 lít để sử dụng trong y tế. Oxygen trong bình lúc này ở thể lỏng. Sau khi xong việc, người ta chờ khoảng 20 phút để nhiệt độ của bình oxygen tương đương với nhiệt độ môi trường rồi mới đưa vào bệnh viện sử dụng.
Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 2: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học - Kết nối tri thức
Câu 2.10 trang 9 Sách bài tập Vật Lí 12: Người ta thực hiện công để nén 6 m3 khí oxygen ở điều kiện bình thường vào trong một bình dung tích 40 lít để sử dụng trong y tế. Oxygen trong bình lúc này ở thể lỏng. Sau khi xong việc, người ta chờ khoảng 20 phút để nhiệt độ của bình oxygen tương đương với nhiệt độ môi trường rồi mới đưa vào bệnh viện sử dụng.
1. Các đại lượng nào sau đây của các phân tử trong khối khí nén đưa vào sử dụng sẽ tăng lên so với lúc đầu: động năng, thế năng của các phần tử khí, nội năng, kích thước phân tử?
2. Áp dụng định luật 1 nhiệt động lực học để giải thích mối liên hệ giữa độ biến thiên nội năng của khối khí lúc đầu với công thực hiện nén khí và nhiệt lượng mà bình khí nén đã trao đổi với môi trường.
3. Sau khi mở van bình oxygen, người ta có thể thấy rõ van kim loại sẽ mát hơn bình thường. Hãy giải thích tại sao?
Lời giải:
1. Thế năng và nội năng của các phân tử trong khối khí nén đưa vào sử dụng sẽ tăng lên so với lúc đầu.
2. Áp dụng định luật I của nhiệt động lực học, ta có mối liên hệ U = A - Q
Trong đó: U là độ biến thiên nội năng của khối khí lúc đầu.
A là công thực hiện nén khí (khí nhận công nên A > 0).
Q là nhiệt lượng mà bình khí nén đã trao đổi với môi trường (khí truyền nhiệt nên Q < 0).
3. Sau khi mở van bình oxygen, người ta có thể thấy rõ van kim loại sẽ mát hơn bình thường. Do các phân tử oxygen lỏng khi thoát ra môi trường ngoài có áp suất bình thường sẽ lập tức hoá hơi, quá trình hoá hơi sẽ làm mất đi một ít nhiệt lượng và vì vậy khí hoá hơi sẽ hạ nhiệt độ, van khoá sẽ truyền nhiệt lượng cho khối khí này và trở nên mát hơn.
Lời giải SBT Vật Lí 12 Bài 2: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học hay khác: