Nội năng — thí nghiệm nút bấc bật ra
Đun ống nghiệm đậy nút bấc trên đèn cồn cho tới khi nút bật ra: nút còn đậy thì thể tích không đổi nên A = 0, toàn bộ nhiệt lượng làm tăng động năng phân tử (thế năng nằm im) — hạt nhanh dần, va chạm vào nút dày hơn, áp suất tăng; lúc nút bật khí sinh công A < 0 và lạnh đi. Bảng dấu A / Q / ΔU cập nhật real-time; đẩy nút vào để đạt cùng ΔU bằng con đường thực hiện công.
Nội năng — thí nghiệm nút bấc bật ra
ΔU = A + Q — hai cách làm thay đổi nội năng: thực hiện công và truyền nhiệt
lạnhnóng·Nhiệt độ khí
Va chạm phân tử vào nút → áp suất
Không khí trong ống nghiệm — mô hình hạt
Diễn biến
Ống nghiệm đậy kín bằng nút bấc vừa khít. Bật đèn cồn để đun: khí nhận nhiệt lượng, nội năng tăng — quan sát các phân tử khí chuyển động nhanh dần lên.
Định luật I — ΔU = A + Q
A0J
không đổi thể tích
Q0J
không truyền nhiệt
ΔU0J
nội năng
Quy ước: A > 0 vật nhận công · A < 0 vật thực hiện công lên vật khác · Q > 0 vật nhận nhiệt lượng · Q < 0 vật truyền nhiệt lượng cho vật khác.
Khí trong ống
- Nhiệt độ
- 27 °C · 300 K
- Áp suất
- 101 kPa
- Thể tích
- 19.5 mL
Nội năng gồm những gì
Động năng phân tử4.94 J
Thế năng phân tử0.00 J
Các phân tử khí ở rất xa nhau nên lực liên kết không đáng kể → thế năng ≈ 0 và nằm im. Nội năng tăng là do động năng tăng.
Đèn cồn — truyền nhiệt (Q)
Đun → khí nhận nhiệt lượng (Q > 0) → nội năng tăng.
nén vào (A > 0)vị trí ban đầu
Đẩy nút vào để nén khí: khí nhận công (A > 0), nóng lên mà không cần đun. Hoặc giữ nút lại rồi đun — nút sẽ chỉ bật khi bạn buông tay.
152 kPaáp suất làm bật nút
Nút càng chặt → phải đun càng lâu, khí càng nóng mới bật.
46hạt mô phỏng