Thí nghiệm sau đây cho thấy mối liên hệ giữa nội năng của vật với năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật

Giải Vật Lí 12 Bài 2: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học - Kết nối tri thức

Hoạt động trang 11 Vật Lí 12:

Thí nghiệm sau đây cho thấy mối liên hệ giữa nội năng của vật với năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật.

Chuẩn bị:

- Ống nghiệm (1).

- Nút bấc có kích thước vừa khít miệng ống nghiệm (2).

- Đèn cồn (3).

- Giá đỡ thí nghiệm (4).

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 2.2.

- Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm cho đến khi nút bấc bật ra.

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Khi đun ống nghiệm tới một lúc nào đó thì thấy nút bấc bật ra. Giải thích vì sao nút bấc bật ra.

2. Khi nút chưa bị bật ra:

a) Nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng hay giảm? Vì sao?

b) Nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng có phải do thế năng phân tử khí tăng không? Tại sao?

c) Tại sao hiện tượng nút ống nghiệm bị bật ra lại chứng tỏ động năng của các phân tử khí trong ống nghiệm tăng?

Lời giải:

1. Sau một thời gian ngắn bị đốt nóng, chiếc nút đậy bị đẩy bật ra khỏi ống nghiệm. Giải thích: Khi bị đốt nóng, không khí trong ống nghiệm bị nóng lên, nhiệt độ khối khí tăng lên, nội năng khí tăng. Theo mô hình động học phân tử, khi nhiệt độ khối khí tăng, các phân tử khí chuyển động nhiệt nhanh hơn nên va chạm với thành ống nghiệm nhiều hơn và mạnh hơn làm áp suất khí trong ống tăng lên. Đến một nhiệt độ nào đó, áp suất này tạo ra lực đẩy đủ lớn làm bật nút đậy ra khỏi ống nghiệm.

2. Khi nút chưa bật ra:

a) Nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng vì động năng của phân tử khí tăng.

b) Nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng không phải do thế năng phân tử khí tăng. Vì thể tích bình chứa không đổi, nên nội năng sẽ phụ thuộc chủ yếu vào động năng phân tử. Khi động năng của các phân tử khí tăng thì nội năng của khối khí tăng và ngược lại.

c) Nhiệt độ tăng dẫn đến động năng phân tử khí tăng, dẫn đến nội năng tăng.

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 2: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học hay khác:

• Khởi động trang 10 Vật Lí 12: Khi nước được đun tới lúc bắt đầu sôi thì dù có tiếp tục đun, nhiệt độ của nước cũng không thay đổi ....

• Câu hỏi trang 10 Vật Lí 12: Tại sao nội năng của vật lại phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật? ....

• Câu hỏi 1 trang 11 Vật Lí 12: Mô tả sự thay đổi nội năng của lượng khí trong xi lanh ở Hình 2.3 ....

• Câu hỏi 2 trang 11 Vật Lí 12: Tìm thêm ví dụ về thực hiện công và truyền nhiệt làm thay đổi nội năng của vật ....

• Câu hỏi trang 12 Vật Lí 12: Các hệ thức sau đây mô tả các quá trình thay đổi nội năng nào? ....

• Hoạt động trang 13 Vật Lí 12: Định luật I của nhiệt động lực học có nhiều ứng dụng thực tế, một trong những ứng dụng quan trọng ....

• Câu hỏi 1 trang 14 Vật Lí 12: Nội năng của vật biến đổi như thế nào trong các trường hợp sau ....

• Câu hỏi 2 trang 14 Vật Lí 12: Một vật khối lượng 1 kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng dài 21 m ....

• Em có thể trang 14 Vật Lí 12: Dùng mô hình động học phân tử giải thích được một số hiện tượng liên quan đến sự chuyển thể của các chất ....

• Em có thể trang 14 Vật Lí 12: Dùng khái niệm nội năng và định luật I của nhiệt động lực học để giải thích một số hiện tượng đơn giản ....

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế

• Vật Lí 12 Bài 4: Nhiệt dung riêng

• Vật Lí 12 Bài 5: Nhiệt nóng chảy riêng

• Vật Lí 12 Bài 6: Nhiệt hoá hơi riêng

• Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---