Giải Câu hỏi trang 13 SGK Vật lí 12

Lời giải

Quy ước dấu (theo SGK KNTT): Định luật I nhiệt động lực học viết $\Delta U = A + Q$, trong đó:
- $Q > 0$: hệ nhận nhiệt lượng; $Q < 0$: hệ truyền (tỏa) nhiệt lượng.
- $A > 0$: hệ nhận công (có vật khác thực hiện công lên hệ); $A < 0$: hệ thực hiện (sinh) công lên vật khác.

1. $\Delta U = Q$ (ứng với $A = 0$: hệ không trao đổi công, chỉ truyền nhiệt — ví dụ truyền nhiệt khi thể tích không đổi):
- Khi $Q > 0$: hệ nhận nhiệt lượng nên $\Delta U > 0$, nội năng của hệ tăng. Đây là quá trình truyền nhiệt làm nội năng tăng.
- Khi $Q < 0$: hệ tỏa nhiệt lượng nên $\Delta U < 0$, nội năng của hệ giảm. Đây là quá trình truyền nhiệt làm nội năng giảm.

2. $\Delta U = A$ (ứng với $Q = 0$: hệ không trao đổi nhiệt, chỉ thực hiện công — quá trình đoạn nhiệt):
- Khi $A > 0$: hệ nhận công (bị nén) nên $\Delta U > 0$, nội năng của hệ tăng. Đây là quá trình thực hiện công làm nội năng tăng.
- Khi $A < 0$: hệ sinh công (dãn nở) nên $\Delta U < 0$, nội năng của hệ giảm. Đây là quá trình thực hiện công làm nội năng giảm.

3. $\Delta U = A + Q$ khi $Q > 0$ và $A < 0$: hệ vừa nhận nhiệt lượng ($Q > 0$) vừa sinh công (dãn nở, $A < 0$). Nội năng thay đổi do đồng thời truyền nhiệt và thực hiện công: hệ nhận nhiệt nhưng lại sinh công ra ngoài. Dấu của $\Delta U$ phụ thuộc độ lớn của $Q$ và $A$ (nội năng tăng nếu $Q > |A|$, giảm nếu $Q < |A|$).

4. $\Delta U = A + Q$ khi $Q < 0$ và $A > 0$: hệ vừa tỏa nhiệt lượng ($Q < 0$) vừa nhận công (bị nén, $A > 0$). Nội năng thay đổi do đồng thời truyền nhiệt và thực hiện công: hệ nhận công từ ngoài nhưng lại tỏa nhiệt ra. Dấu của $\Delta U$ phụ thuộc độ lớn của $A$ và $Q$ (nội năng tăng nếu $A > |Q|$, giảm nếu $A < |Q|$).

Đáp số