Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Một bình chứa carbon dioxide (CO2) ở nhiệt độ phòng và áp suất 20 atm (áp suất không khí trong phòng là 1 atm)

    Lời giải Câu 5 trang 29 Vật lí 12 sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 12.

    1 240 02/04/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải Vật lí 12 Cánh diều Bài tập chủ đề 1 trang 29

    Câu 5 trang 29 Vật lí 12: Một bình chứa carbon dioxide (CO2) ở nhiệt độ phòng và áp suất 20 atm (áp suất không khí trong phòng là 1 atm) Để quan sát hiện tượng khối khí CO2 giảm nhiệt độ và hóa rắn khi phun ra khỏi bình, người ta dặt một miếng vải ở miệng ống xả của bình chứa và mở van thì thấy CO2 rắn (có nhiệt độ thấp) được hình thành trên miếng vải. Hiện tượng khối khí biển đổi trực tiếp thành chất rắn như CO2 trong hiện tượng này được gọi là sự ngưng kết. Hãy vận dụng định luật 1 nhiệt động lực học để giải thích vì sao CO2 khi phun ra lại giảm nhiệt độ.

    Lời giải:

    - Khi CO2 ở trong bình:

    + CO2 ở thể khí, có áp suất cao (20 atm).

    + Nội năng của CO2 (U₁) cao do:

      • Năng lượng động của các phân tử CO2 cao (do chuyển động nhanh).
      • Năng lượng liên kết giữa các phân tử CO2 cao (do ở trạng thái khí).

    - Khi CO2 phun ra khỏi bình:

    + CO2 di chuyển từ môi trường áp suất cao (trong bình) sang môi trường áp suất thấp (bên ngoài).

    + Do chênh lệch áp suất, CO2 tự nở ra nhanh chóng.

    + Quá trình nở ra này không có trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh (Q = 0).

    + Công thực hiện bởi hệ (A) là âm. Lý do:

      • Hệ (CO2) tự nở ra, đẩy piston (miệng bình) ra ngoài.
      • Theo định nghĩa công, A = F.s, với F là lực đẩy của CO2 và s là quãng đường di chuyển của piston.
      • Vì CO2 đẩy piston ra ngoài, nên F hướng ra ngoài và s > 0.
      • Do đó, A = F.s < 0.

    - Giải thích sự giảm nhiệt độ:

    + Theo định luật 1 nhiệt động lực học: ΔU = Q + A = 0 + A < 0

    + Do Q = 0 và A < 0, nên ΔU < 0.

    + Nội năng của CO2 giảm (U₂ < U₁).

    + Sự giảm nội năng dẫn đến giảm nhiệt độ của CO2.

    - Lý do:

    + Năng lượng động của các phân tử CO2 giảm do chúng di chuyển chậm lại.

    + Năng lượng liên kết giữa các phân tử CO2 giảm do CO2 chuyển từ thể khí sang thể rắn.

    - Kết luận:

    Sự giảm nhiệt độ của CO2 khi phun ra khỏi bình là do sự giảm nội năng của CO2. Nguyên nhân của sự giảm nội năng này là do công thực hiện bởi hệ (CO2) khi nở ra nhanh chóng trong môi trường áp suất thấp.

    Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác:

    Câu 1 trang 29 Vật lí 12: Với cùng một chất, quá trình chuyển thể nào sẽ làm giảm lực tương tác...

    Câu 2 trang 29 Vật lí 12: Phát biểu nào sau đây về nội năng là không đúng?...

    Câu 3 trang 29 Vật lí 12: Mô tả những thay đổi về động năng của các phân tử và nội năng của hệ trong các trường hợp sau:...

    Câu 4 trang 29 Vật lí 12: Thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh thì khí truyền ra...

    Câu 5 trang 29 Vật lí 12: Một bình chứa carbon dioxide (CO2) ở nhiệt độ phòng và áp suất 20 atm...

    Câu 6 trang 29 Vật lí 12: Hoàn thành bảng ghi nhiệt độ các điểm nóng chảy và sôi...

    Câu 7 trang 30 Vật lí 12: Đối với mỗi công việc dưới đây, hãy xác định giới hạn đo của loại nhiệt kế phù hợp:...

    Câu 8 trang 30 Vật lí 12: So sánh nhiệt dung riêng của thịt và của khoai tây, biết rằng khi cùng múc ra...

    Câu 9 trang 30 Vật lí 12: Người ta thực hiện thí nghiệm xác định nhiệt dung riêng của đồng với một miếng...

    Câu 10 trang 30 Vật lí 12: Một ấm đun nước có công suất 500 W chứa 300 g nước ở 20 °C....

    Câu 11 trang 30 Vật lí 12: Một bình đun nước nóng bằng điện có công suất 9,0 kW....

    Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác:

    Bài 4: Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hóa hơi riêng

    Bài 1: Mô hình động học phân tử chất khí

    Bài 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng

    Bài 3: Áp suất và động năng phân tử chất khí

    Bài tập chủ đề 2 trang 48

    Tham khảo các loạt bài Vật lí 12 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 240 02/04/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: