Giải Câu hỏi trang 11 SGK Vật lí 12

Lời giải

Nhắc lại khái niệm nội năng (SGK): Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật:

$$U = W_{đ} + W_{t}$$

Trong đó $W_{đ}$ là tổng động năng chuyển động nhiệt (hỗn loạn) của các phân tử và $W_{t}$ là tổng thế năng tương tác giữa các phân tử.

a) Phụ thuộc vào nhiệt độ (qua động năng phân tử):
Các phân tử luôn chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ của vật là đại lượng đặc trưng cho mức độ chuyển động nhanh hay chậm của các phân tử, tức là đặc trưng cho động năng chuyển động nhiệt trung bình của phân tử. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn nên động năng $W_{đ}$ của chúng tăng. Do đó nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.

b) Phụ thuộc vào thể tích (qua thế năng tương tác):
Giữa các phân tử có lực tương tác (hút và đẩy), nên các phân tử có thế năng tương tác $W_{t}$. Thế năng này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử. Khi thể tích của vật thay đổi thì khoảng cách trung bình giữa các phân tử thay đổi theo, làm cho thế năng tương tác $W_{t}$ thay đổi. Do đó nội năng phụ thuộc vào thể tích của vật.

Kết luận: Vì nội năng gồm động năng chuyển động nhiệt của phân tử (phụ thuộc nhiệt độ) và thế năng tương tác giữa các phân tử (phụ thuộc khoảng cách, tức phụ thuộc thể tích) nên nội năng của vật phụ thuộc vào cả nhiệt độ và thể tích của vật: $U = f(T, V)$.

Đáp số