Một chất khí 500 lít , 200kPa dãn đẳng nhiệt đến thể tích gấp 6 lần , rồi đốt nóng đẳng tích đến áp suất ban đầu . Trong cả hai quá trình khí nhận nhiệt lượng 1,43MJ . Độ biến thiên nội năng bằng bao nhiêu MJ

Chúng ta bắt đầu giải bài toán theo các bước sau:

1. Khí dãn đẳng nhiệt: Khi chất khí dãn đẳng nhiệt, áp suất và thể tích thay đổi nhưng nhiệt độ giữ nguyên. Theo định luật Boyle: P1 V1 = P2 V2.

- Thông số ban đầu:
- V1 = 500 lít = 0.5 m³
- P1 = 200 kPa = 200,000 Pa

- Thể tích cuối cùng (V2) gấp 6 lần thể tích ban đầu:
- V2 = 6 V1 = 6 0.5 m³ = 3 m³

- Áp suất cuối cùng (P2):
- P1 V1 = P2 V2
- 200,000 Pa 0.5 m³ = P2 3 m³
- P2 = (200,000 * 0.5) / 3 = 33,333.33 Pa = 33.33 kPa

2. Khí đốt nóng đẳng tích: Trong quá trình này, thể tích của khí giữ nguyên, do đó áp suất và nhiệt độ sẽ thay đổi. Chúng ta sẽ sử dụng công thức cho công việc trong quá trình đẳng tích: q = ∆U + W.

- Trong quá trình này, không có công thực hiện do thể tích giữ nguyên (W = 0), nên nhiệt lượng nhận vào sẽ hoàn toàn làm biến thiên nội năng:
- q = ∆U

- Nhiệt lượng khí nhận trong cả hai quá trình là 1.43 MJ.

3. Tính độ biến thiên nội năng (ΔU):
- Trong quá trình dãn đẳng nhiệt, năng lượng không thay đổi cho nội năng vì nhiệt độ không thay đổi, do đó: ΔU1 = 0.
- Trong quá trình đốt nóng đẳng tích, năng lượng nội năng thay đổi sẽ bằng nhiệt lượng nhận vào: ΔU2 = q = 1.43 MJ.

4. Tổng độ biến thiên nội năng:
- ΔU = ΔU1 + ΔU2 = 0 + 1.43 MJ = 1.43 MJ.

Vậy độ biến thiên nội năng của khí là 1.43 MJ.