Nhiệt động lực học căn bản - Phần 8

1.9 Năng lượng

Một hệ có thể có vài dạng năng lượng khác nhau. Giả sử các tính chất là đồng đều trong toàn hệ, động năng của nó được cho bởi

KE = ½ mV2 (1.17)

trong đó V là vận tốc của mỗi hạt chất1; giả sử không đổi trong toàn hệ. Nếu vận tốc không phải là hằng số đối với từng hạt, thì động năng được tìm bằng cách lấy tích phân trên toàn hệ.

1Phần văn bản sẽ làm rõ V là thể tích hay vận tốc. Một quyển giáo trình có thể sử dụng một kí hiệu khéo léo hơn cho đại lượng này hoặc đại lượng kia, nhưng điều đó thật sự không cần thiết.

Năng lượng mà một hệ có do độ cao h của nó so với một mốc đo tùy ý nào đó là thế năng của nó; nó được xác định từ phương trình

PE = mgh (1.18)

Những dạng năng lượng khác bao gồm năng lượng dự trữ trong pin, năng lượng dự trữ trong tụ điện, thế năng tĩnh điện, và năng lượng bề mặt. Ngoài ra, còn có năng lượng đi cùng với sự truyền, sự quay và dao động của các phân tử, electron, proton và neutron, và hóa năng do liên kết giữa các nguyên tử và giữa các hạt hạ nguyên tử. Toàn bộ những dạng năng lượng này sẽ được gọi là nội năng và được kí hiệu bằng chữ U. Trong buồng đốt, năng lượng được giải phóng khi các liên kết hóa học giữa các nguyên tử được sắp xếp lại. Trong quyển sách này, sự chú ý của chúng ta chủ yếu tập trung vào nội năng đi cùng với chuyển động của các phân tử, tức là nhiệt độ. Trong Chương 9 sẽ trình bày quá trình đốt.

Nội năng, giống như áp suất và nhiệt độ, là một tính chất có tầm quan trọng cơ bản. Một chất luôn luôn có nội năng; hễ nếu có hoạt tính phân tử là có nội năng. Tuy nhiên, chúng ta không cần biết giá trị tuyệt đối của nội năng, vì chúng ta sẽ chỉ quan tâm đến độ tăng hoặc giảm của nó.

Giờ chúng ta đi tới một định luật quan trọng, nó thường được sử dụng khi xét những hệ cô lập. Định luật bảo toàn năng lượng phát biểu rằng năng lượng của một hệ cô lập giữ không đổi. Năng lượng không thể sinh ra hay mất đi trong một hệ cô lập; nó chỉ có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. Quá trình này được biểu diễn như sau

KE + PE + U = const            hay      1/2 mV2 + mgh + U = const (1.19)

Xét một hệ gồm hai xe ô tô va chạm trực diện và sau va chạm thì đứng yên. Do năng lượng của hệ trước và sau va chạm là như nhau, nên tổng động năng ban đầu KE phải chuyển hóa thành một dạng năng lượng khác, trong trường hợp này, là nội năng U, chủ yếu được dự trữ trong đống kim loại bị biến dạng.

Ví dụ 1.6

Một xe ô tô 2200 kg đang chạy 90 km/h (25 m/s) thì va trúng phần đuôi của một xe ô tô 1000 kg đang đỗ lại. Sau va chạm, xe ô tô lớn giảm tốc xuống còn 50 km/h (13,89 m/s), và chiếc xe nhỏ thì có tốc độ 88 km/h (24,44 m/s). Hỏi nội năng đã tăng bao nhiêu, xem hai xe như một hệ?

Giải

Động năng trước va chạm là (V = 25 m/s)

Nhiệt động lực học căn bản

Nhiệt động lực học căn bản
Merle C Potter
Bản dịch của TVVL

<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com