Tính Nhiệt Lượng Theo Định Luật I Nhiệt Động Học; Cấp nhiệt cho khí helium trong xilanh từ nhiệt độ T0 đến 3T0 – Bài Giải Dễ Hiểu Cho Học Sinh Lớp 12 (THPT 2026) | Vật Lí Nhiệt

Đây là: Cách tính nhiệt lượng theo định luật I nhiệt động học, ví dụ chi tiết dễ hiểu cho học sinh lớp 12.

1. Định luật I nhiệt động học là gì?

Định luật I nhiệt động học là nguyên lý quan trọng giúp ta hiểu mối liên hệ giữa nhiệt lượng (Q), công (A) và nội năng (U).

Công thức:

Q = ΔU + A

• Q: Nhiệt lượng khí nhận được
• ΔU: Độ biến thiên nội năng
• A: Công khí thực hiện

2. Bài toán minh họa cực hay (dạng thi THPT)

Một lượng khí helium trong xilanh có piston chuyển động không ma sát. Ban đầu:

• Thể tích: V/2
• Nhiệt độ: T₀
• Áp suất: P₀

Đun nóng đến khi nhiệt độ đạt 3T₀. Hỏi khí nhận nhiệt lượng bao nhiêu?

3. Phân tích bài toán (mấu chốt để ăn điểm)

Để giải bài này, tư duy cốt lõi rất quan trọng: Quá trình gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu đẳng áp và giai đoạn sau khí helium tang đẳng tích khi đã có thể tích full bình:

👉 Giai đoạn 1: Piston chuyển động (đẳng áp)

• Áp suất: không đổi = P₀
• Thể tích: tăng từ V/2 → V
• Nhiệt độ: T₀ → 2T₀

Tính toán:

• ΔU₁ = (3/2)nRT₀
• A₁ = P₀·(V/2) = nRT₀

⇒ Q₁ = (5/2)nRT₀

👉 Giai đoạn 2: Piston đứng yên (đẳng tích)

• Thể tích không đổi
• Nhiệt độ: 2T₀ → 3T₀

Vì không sinh công nên:

⇒ Q₂ = ΔU₂ = (3/2)nRT₀

4. Kết quả cuối cùng

Tổng nhiệt lượng:

Q = Q₁ + Q₂ = 4nRT₀

Từ phương trình khí lí tưởng:

nRT₀ = P₀·V/2

⇒ Suy ra:

Q = 2P₀V

5. Bí quyết làm nhanh dạng bài này

• Luôn chia quá trình thành từng giai đoạn
• Nhận diện đúng: đẳng áp – đẳng tích – đẳng nhiệt
• Ghi nhớ nhanh:
  • Đẳng áp: có công
  • Đẳng tích: không có công
• Dùng lại phương trình trạng thái: P·V = nRT

6. Bài tập tự luyện

Một khí lí tưởng có thể tích ban đầu V, nhiệt độ T. Đun nóng đẳng tích đến 2T rồi đẳng áp đến 3T. Tính nhiệt lượng khí nhận.

Gợi ý: tách 2 giai đoạn tương tự bài mẫu.

7. Tổng kết

Dạng bài tính nhiệt lượng theo định luật I nhiệt động học xuất hiện rất nhiều trong đề thi THPT. Chỉ cần nắm chắc cách chia giai đoạn và áp dụng công thức:

Q = ΔU + A

bạn hoàn toàn có thể xử lý nhanh gọn và chính xác.

Tải về file word 10 bài tập nhiệt động học có đáp án hoặc Xem thêm bài học liên quan tại: Blog Góc Vật lí