Tại sao nội năng của vật lại phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật

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

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

Lời giải:

Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật do các lý do sau:

- Nhiệt độ: Nội năng của một vật liên quan mật thiết đến năng lượng nhiệt (năng lượng cảm biến từ nhiệt độ) mà vật đó chứa. Khi nhiệt độ tăng, năng lượng nhiệt của vật cũng tăng lên do việc tăng cường động năng của các phân tử và nguyên tử bên trong vật liệu. Tương tự, khi nhiệt độ giảm, nội năng cũng giảm.

- Thể tích của một vật ảnh hưởng đến nội năng của nó thông qua công việc làm được hoặc công việc mất đi trong quá trình mở rộng hoặc nén. Theo định lý nội năng, nội năng của một hệ thống được thay đổi trong quá trình làm việc. Khi vật được nén, làm việc được thực hiện lên vật, do đó nội năng tăng lên. Ngược lại, khi vật mở rộng, nội năng giảm do vật làm việc ra ngoài.

Do đó, nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ vì nó ảnh hưởng đến động năng của các phân tử trong vật, và phụ thuộc vào thể tích vì nó ảnh hưởng đến việc làm việc được thực hiện trong quá trình mở rộng hoặc nén.