Cùng trạng thái đầu-cuối: nội năng đổi như nhau, nhiệt có thể khác

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

ΔU là hiệu giữa hai trạng thái; Q và công còn phụ thuộc đường đi. Với quy ước W là công khí thực hiện, ΔU=Q−W, nên Q=ΔU+W.

Cùng lượng khí lí tưởng đi từ A:(V=1L,p=100kPa) đến B:(V=2L,p=200kPa), quá trình chậm để dùng áp suất khí trên đồ thị. Đường1: giãn ở100kPa từ1 lên2L, rồi tăng áp đẳng tích tới200kPa. Đường2: tăng áp đẳng tích ở1L lên200kPa, rồi giãn ở200kPa tới2L.

Đẳng tích không sinh công. Đổi ΔV=1L=10⁻³m³. Đường1 có W₁=100000·10⁻³=100J; đường2 W₂=200000·10⁻³=200J. Cùng đầu-cuối nên ΔU giống nhau, dù công khác.

Cho ΔU=300J theo dữ kiện bài. Q₁=300+100=400J, Q₂=300+200=500J. Chênh nhiệt nhận100J bằng chênh công, không phải nội năng của trạng thái B ở đường2 lớn hơn100J.

Tự luyện: thực hiện đường2 theo chiều ngược B→A. Công W=-200J, ΔU=-300J, nên Q=-500J: hệ tỏa500J. Kiểm dấu bằng−300=(−500)−(−200). Đổi chiều đường làm đổi dấu công và nhiệt trong mô hình thuận nghịch đường ấy, không dùng công giãn dương cho đoạn nén.

Diện tích dưới từng đường p–V, không chỉ hai đầu, quyết định công giả tĩnh. Khí có cùng nhiệt độ ban đầu-cuối cho ΔU=0 trong mô hình khí lí tưởng, nhưng điều đó không bắt buộc Q=0. Chỉ khi công cũng0 mới suy nhiệt tổng0. Bài không dùng một công thức nhiệt dung mol ngoài dữ kiện: ΔU đã được cho; mục tiêu là hiểu đại lượng trạng thái và đại lượng trao đổi khác nhau.

Đọc tiếp: Quy ước dấu công · Đồ thị khí.