Tải bản đầy đủ

giao an phu dao 10 hk2

TIT 1: NG NNG TH NNG
A.CC DNG BI TP V PHNG PHP GII
Dng 1: bi toỏn tớnh ng nng v ỏp dng nh lý bin thiờn ng nng
1.ng nng ca vt

=

1 2
mv
2

Wd
(J)
2. Bi toỏn v nh lý bin thiờn ng nng ( phi chỳ ý n loi bi tp ny)
W =

wd2 wd1 = ANL

1
1
mv22 mv12 = FNL s

2
2

F

ngoai luc

Nh k:
l tng tt c cỏc lc tỏc dng lờn võt.
Dng 2: Tính thế năng trọng trờng, công của trọng lực và độ biến thiên thế năng trọng trờng.
* Tính thế năng
- Chọn mốc thế năng (W t= 0); xác định độ cao so với mốc thế năng đã chọn z(m) và m(kg).
- S dng: Wt = mgz
Hay Wt1 Wt2 = AP
* Tính công của trọng lực AP và độ biến thiên thế năng (Wt):
- p dụng : Wt = Wt2 Wt1 = -AP mgz1 mgz2 = AP
Chú ý: Nếu vật đi lên thì AP = - mgh < 0(công cản); vật đi xuống AP = mgh > 0(công phát
động)
B. BI TP VN DNG
Bi 1: Mt viờn n cú khi lng 14g bay theo phng ngang vi vn tc 400 m/s xuyờn qua tm g dy 5 cm, sau khi
xuyờn qua g, n cú vn tc 120 m/s. Tớnh lc cn trung bỡnh ca tm g tỏc dng lờn viờn n?
Gii
bin thiờn ng nng ca viờn n khi xuyờn qua tm g.
1
1
1
Wd = mv22 mv12 = 0,014 1202 4002 = 1220,8J
2
2
2

(

)

Theo nh lý bin thiờn ng nng
AC =

Wd


FC =
Suy ra:

= FC.s = - 1220,8

1220,8
= 24416N
0,05

Du tr ch lc cn.
Bi 2: Mt ụtụ cú khi lng 1100 kg ang chy vi vn tc 24 m/s.
a/ bin thiờn ng nng ca ụtụ bng bao nhiờu khi vn tc hóm l 10 m /s?
b/ Tớnh lc hóm trung bỡnh trờn quóng ng ụtụ chy 60m.
Gii
bin thiờn ng nng ca ụtụ l

(

)

1
1
1
Wd = mv22 mv12 = 1100 102 242 = 261800J
2
2
2
- Lc hóm trung bỡnh tỏc dng lờn ụtụ trong quóng ng 60m
Theo nh lý bin thiờn ng nng
AC =

Wd

FC =
Suy ra:

= FC.s = - 261800

261800
= 4363,3N
60


Dấu trừ để chỉ lực hãm
Bài 3: Một vật có khối lượng 3 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó W t1 = 500J. Thả vật rơi tự do đến
A mặt đất có thế năng Wt1 = -900J.
a/ Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất.
b/ Xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn.
c/ Tìm vận tốc của vật khi vật qua vị trí này.
Giải
- Chọn chiều dương có trục Oz hướng lên
Z1
Ta có:
Wt1 – Wt2
= 500 – (- 900) = 1400J
= mgz1 + mgz2 = 1400J

Bo

1400
= 47,6m
3.9,8

Z2z1 + z2 =
Vậy
Vậy vật rơi
z từ độ cao 47,6m
b/ Tại vị trí ứng với mức không của thế năng z = 0
- Thế năng tại vị trí z1
⇒ z1 =

500
= 17m
3.9,8

Wt1 = mgz1
Vậy vị trí ban đầu cao hơn mốc thế năng đã chọn là 17m
c/ Vận tốc tại vị trí z = 0
Ta có: v2 – v02 = 2gz1

⇒ v = 2gz1 = 18,25m/ s
TIẾT 2: CƠ NĂNG-ĐLBT CƠ NĂNG

1
2

1. Động năng: Wđ = mv2
2. Thế năng: Wt = mgz

1
2

3.Cơ năng: W = Wđ +Wt = mv2 + mgz
* Phương pháp giải bài toán về định luật bảo toàn cơ năng
- Chọn gốc thế năng thích hợp sao cho tính thế năng dễ dàng ( thường chọn tại mặt đất và tại chân mặt phẳng nghiêng).

W1 =

1
mv12 + mgh1
2

W2 =

- Tính cơ năng lúc đầu (
), lúc sau (
- Áp dụng: W1 = W2
- Giải phương trình trên để tìm nghiệm của bài toán.

1
mv2 2 + mgh2
2

)

Chú ý: chỉ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng khi hệ không có ma sát ( lực cản) nếu có thêm các lực đó thì A c =
W1. ( công của lực cản bằng độ biến thiên cơ năng).



W = W2 –

B.BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là
30m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10m/s2. Hãy tính:
a. Độ cao h.
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng.
Giải
a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất ( tạiB).

+ Cơ năng tại O ( tại vị trí ném vật): W (O) =
Cơ năng tại B ( tại mặt đất).

1 2
mv
2

W(B) =
Theo định luật bảo toàn cơ năng.

1
mv 2 + mgh.
2 o

A
z
H

O
h
B


W(O) = W(B).

1
mvo2 + mgh
⇔ 2

1 2
mv

2

v2 − vo2 900 − 400
=
= 25m
2g
20

=
h=
b.Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
Gọi A là độ cao cực đại mà vật đạt tới.
+ Cơ năng tại A

W( A) = mgH

Cơ năng tại B

1 2
mv
2

W(B) =
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W(A) = W(B)

1 2
mv
mgH ⇒
⇔ 2

v2 900
=
= 45m
2g 20

=
H=
c. Gọi C là điểm mà Wđ(C) = 3Wt (C)
- Cơ năng tại C:

.

W(C) = Wđ(C) + Wt (C) =Wđ(C) +Wđ(C)/3 = 4/3Wđ(C) =
Theo định luật bảo toàn cơ năng

2
mvc2
⇔ 3

2
mvc2
3

1 2
mv ⇒ vC = 3v = 30 3 = 15 3m/ s
4
2
2

W(C) = W(B)
=
Bài 2: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2.
a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
b/ Ở vị trí nào của vật thì Wđ = 3Wt.
c/ Xác định vận tốc của vật khi Wđ = Wt.
d/ Xác định vận tốc của vật trước khi chạm đất.
Giải
- Chọn gốc thế năng tạ mặt đất.
+ Cơ năng tại O

1
mvo2 + mgh.
2

W (O) =
+ Cơ năng tại A

W(A) = mgH

Theo định luật bảo toàn cơ năng
W (O) = W(A)

H=

vo2 + 2gh
= 15m
2g

Suy ra:
b/ Tìm h1 để ( Wđ1 = 3Wt3)
Gọi C là điểm có Wđ1 = 3Wt3
+ Cơ năng tại C
W(C) = 4Wt1 = 4mgh1
Theo định luật BT cơ năng
W(C) = W(A)

h1 =

H 15
=
= 3,75m
4 4

Suy ra:
c/ Tìm v2 để Wđ2 = Wt2
Gọi D là điểm có Wđ2 = Wt2
+ Cơ năng tại D
W(D) = 2Wđ2 = mv22

A
z
H

O
h
B


Theo định luật BT cơ năng
W(D) = W(A

. = 15.10 = 12,2m/ s
⇒ v2 = gH
)

d/ Cơ năng tại B : W(B) =
Theo định luật BT cơ năng
W(B) = W(A)

1 2
mv
2

⇒ v = 2g.H = 24,4m/ s

TIẾT 3+4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ
A. Phương pháp giải bài toán định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot
- Liệt kê hai trạng thái 1( p1, V1) và trạng thái 2 ( p2, V2)
- Sử dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot .
p1V1 = p2V2
Chú ý: khi tìm p thì V1, V2 cùng đơn vị và ngược lại.
* Một số đơn vị đo áp suất:
1N/m2 = 1Pa
1at = 9,81.104 Pa
1atm = 1,031.105 Pa
1mmHg = 133Pa = 1torr
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9(l) đến thể tích 6 (l) thì thấy áp suất tăng lên một lượng
đầu của khí là bao nhiêu?
Giải

∆p = 40kPa

. Hỏi áp suất ban

- Gọi p1 là áp suất của khí ứng với V1 = 9 (l)

∆p

- Gọi p2 là áp suất ứng với p2 = p1 +
- Theo định luật luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot .p1V1 = p2V2

⇔ 9p1 = 6.( p1 + ∆p)

⇒ p1 = 2.∆p = 2.40 = 80kPa
Bài 2: Xylanh của một ống bom hình trụ có diện tích 10cm2, chiều cao 30 cm, dùng để nén không khí vào quả bóng có thể
tích 2,5 (l). Hỏi phải bom bao nhiêu lần để áp suất của quả bóng gấp 3 lần áp suất khí quyển, coi rằng quả bóng trước khi bom
không có không khí và nhiệt độ không khí không đổi khi bom.
Giải
- Mỗi lần bom thể tích không khí vào bóng là Vo = s.h = 0,3 (l)
- Gọi n là số lần bom thì thể tích V1 = n.Vo là thể tích cần đưa vào bóng ở áp suất p1 = po
Theo bài ra, ta có :
P2 = 3p1 và V2 = 2,5 (l)
Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot

⇒ n=

p2.V2 3p1.2,5
=
= 25
p1.Vo
p1.0,3

n.p1.Vo = p2.V2
Vậy số lần cần bom là 25 lần.
Bài 3: Người ta điều chế khí hidro và chứa vào một bình lớn dưới áp suất 1atm ở nhiệt độ 20 oC. Tính thể tích khí phải lấy từ
bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ có thể tích 20lít ở áp suất 25atm. Coi quá trình này là đẳng nhiệt.
Giải
Trạng thái 1: V1 =?;
p1 = 1atm;
Trạng thái 2: V2 = 20l; p2 = 25atm.
Vì quá trình là đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái khí (1) và (2):
p1V1 = p2V2 => 1.V1 = 25.20 => V1 = 500lít
Bài 4: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro ở điều kiện chuẩn (p o=1atm và To= 273oC) đến áp suất 2atm. Tìm thể tích của
lượng khí đó sau khi biến đổi.
Giải


m
µ

+Thể tích khí hidro ở điều kiện tiêu chuẩn: Vo = n.22,4 =
.22,4 = 33,6 (lít)
Trạng thái đầu: po = 1atm; Vo = 33,6 lít;
Trạng thái sau: p = 2atm; V = ?
Vì đây là quá trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái trên:
pV = poVo <=> 2.V = 1.33,6 => V= 16,8lít.
A.Phương pháp giải bài toán định luật Sac - lơ
- Liệt kê hai trạng thái 1( p1, T1) và trạng thái 2 ( p2, T2)
- Sử dụng định luật Sac – lơ:

p1 p2
=
T1 T2
Chú ý: khi giải thì đổi toC ra T(K)
T(K) = toC + 273
- Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và thể tích không đổi.
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ, khi đèn sáng nhiệt độ của bóng đèn là 400 oC, áp suất trong bóng đèn bằng áp suất
khí quyển 1atm. Tính áp suất khí trong bóng đèn khi đèn chưa sang ở 22 oC.
Giải
Trạng thái 1
Trạng thái 2
T1 = 295K
T2 = 673K
P1 = ?
P2 = 1atm
Theo ĐL Sác – lơ

p1 p2
=
⇒ p1 = 0,44atm
T1 T2
Bài 2: Đun nóng đẳng tích một khối khí lên 20 oC thì áp suất khí tăng thêm1/40 áp suất khí ban đầu. tìm nhiệt độ ban đầu của
khí.
Giải
- Gọi p1, T1 là áp suất và nhiệt độ của khí lúc đầu
- Gọi p2, T2 là áp suất và nhiệt độ khí lúc sau
Theo định luật Sác – lơ

p1 p2
p .T
=
⇒ T1 = 1 2
T1 T2
p2

Với p2 = p1 +
T2 = T1 + 20

⇒ T1 =

1
p
40 1

p1.( T1 + 20)
41p1
40

= 800K ⇒ t1 = 527o C

Bài 3: Nếu nhiệt độ khí trơ trong bóng đèn tăng từ nhiệt độ t 1 = 15oC đến nhiệt độ t2 = 300oC thì áp suất khi trơ tăng lên bao
nhiêu lần?
Giải
Trạng thái 1: T1= 288K; p1;
Trạng thái 2: T2 = 573; p2 = kp1.
Vì quá trình là đẳng tích, nên ta áp dụng định luật Charles cho hai trạng thái khí (1) và (2):

573 191
=
288 96

p1T2 = p2T1 => 573p1 = 288.kp1 => k =
≈ 1,99
Vậy áp suất sau khi biến đổi gấp 1,99 lần áp suất ban đầu.
A.Phương pháp giải bài toán định Gay – luy xắc
- Liệt kê hai trạng thái 1( V1, T1) và trạng thái 2 ( V2, T2)
- Sử dụng định luật Gay – luy- xắc:

V1 V2
=
T1 T2


Chú ý: khi giải thì đổi toC ra T(K)
T(K) = toC + 273
- Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và áp suất không đổi.
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Một khối khí đem giãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t 1 = 32oC đến nhiệt độ t2 = 117oC, thể tích khối khí tăng thêm 1,7lít. Tìm
thế tích khối khí trước và sau khi giãn nở.
Giải
Trạng thái 1: T1 = 305K;
V1
Trạng thái 2: T2 = 390K
V2 = V1 + 1,7 (lít)
Vì đây là quá trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac cho hai trạng thái (1) và (2):
V1T2 = V2T1 => 390V1 = 305(V1 + 1,7) => V1 = 6,1lít
Vậy
+ thể tích lượng khí trước khi biến đổi là V1 = 6,1 lít;
+ thể tích lượng khí sau khi biến đổi là V2 = V1 + 1,7 = 7,8lít.
Bài 2: đun nóng đẳng áp một khối khí lên đến 47oC thì thể tích tăng thêm 1/10 thể tích ban đầu. tìm nhiệt độ ban đầu?
Giải
Sử dụng định luật Gay – luy- xắc:
Tính T1 = 290,9K, tính được t1 = 17,9oC.
Bài 3: Đun nóng một lượng không khí trong điều kiện đẳng áp thì nhiệt độ tăng thêm 3K ,còn thể tích tăng thêm 1% so với
thể tích ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu của khí?
Giải
- Gọi V1, T1 và V2, T2 là thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của khí ở trạng thái 1 và trạng thái 2.
Vì quá trình là đẳng áp nên ta có

V1 V2
=
T1 T2

hay

V2 T2
V2 − V1 T2 − T1
=
=
V1 T1 ⇒ V1
T1

Theo bài ra, ta có:
T2 = T1 +3

V2 − V1
= 0, 01
V1

3
T1 ⇒



Vậy : 0,01 =
T1 = 300K
t = 27oC
A. Phương pháp giải bài tập về phương trình trạng thái khí lý tưởng.
- Liệt kê ra 2 trạng thái 1 ( p1,V1,T1) và 2 (p2,V2,T2).
- Áp dụng phương trình trạng thái:

p1V1 p2V2
=
T1
T2
* Chú ý: luôn đổi nhiệt độ toC ra T(K).
T (K) = 273 + to C
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Trong xilanh của một động cơ có chứa một lượng khí ở nhiệt độ 47 o C và áp suất 0,7 atm.
a. Sau khi bị nén thể tích của khí giảm đi 5 lần và áp suất tăng lên tới 8atm. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình nén?
b. Người ta tăng nhiệt độ của khí lên đến 273oC và giữ pit-tông cố định thì áp suất của khí khi đó là bao nhiêu?
Giải
a. Tính nhiệt độ T2.
TT1
P1 = 0,7atm
V1
T1 = 320K

TT2
P2 = 8atm
V2 = V1/5
T2 = ?

Áp dụng PTTT khí lý tưởng,
Ta có:

p1V1 p2V2
8V .320
=
⇒ T2 = 1
= 731K
T1
T2
5.0, 7V1
b. Vì pít- tông được giữ không đổi nên đó là quá trình đẳng tích:
Theo định luật Sác – lơ, ta có:


p1 P3
p .T 546.0,7
= ⇒ p3 = 1 3 =
= 1,19atm
T1 T3
T1
320
Bài 2: Tính khối lượng riêng của không khí ở 100oC , áp suất 2.105 Pa. Biết khối lượng riêng của không khí ở 0oC, áp suất
1.105 Pa là 1,29 Kg/m3?
Giải
- Ở điều kiện chuẩn, nhiệt độ To = 273 K và áp suất po = 1,01. 105 Pa
1kg không khí có thể tích là

m
ρ0

1
1, 29

Vo =
=
= 0,78 m3
Ở điều kiện T2 = 373 K, áp suất p2 = 2. 105 Pa, 1kg không khí có thể tích là V2,
Áp dụng phương trình trạng thái,

Ta có:



p0 .V0 p2 .V2
=
T0
T2

V2 =

p0 .V0 .T2
T0 . p2

= 0,54 m3

ρ

1
0,54

Vậy khối lượng riêng không khí ở điều kiện này là 2 =
= 1,85 kg/m3
Bài 3: nếu thể tích của một lượng khí giảm đi 1/10, áp suất tăng 1/5 và nhiệt độ tăng thêm 16 0C so với ban đầu. Tính nhiệt độ
ban dầu của khí.
Giải
TT1: p1, V1, T1
TT2: p2 = 1,2p1,
V2 = 0,9V1, T2 = T1 +16

Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng:

p1V1 p2 .V2
=
⇒ T1 = 200 K
T1
T2

Bài 4: pít tông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ

27 0 C

và áp suất 1 atm vào bình chưa khí ở thể

3

tích 2m . tính áp suất của khí trong bình khi phít tông đã thực hiện 1000 lần nén. Biết nhiệt độ trong bình là
Giải
TT1
TT2
p1 = 10atm
p2 =?
V1 = nV = 1000.4 = 4000l
V2 = 2m3 = 2000l
T1 = 300K
T2 = 315K
Áp dụng phương trình trạng thái:

420 C

.

p1V1 p2 .V2
=
⇒ p2 = 2,1atm
T1
T2
Bài 5: trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm3 hỗn hợp khí dưới áp suất 1 atm và nhiệt độ 470C. Pít tông nén xuống
làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn 0,2 dm3 và áp suất tăng lên tới 15 atm. Tính hỗn hợp khí nén.
Giải
TT1TT2
p1 = 1atm
p 2 =15atm
3
V1 = 2dm
V2 = 0,2 dm3
T1 = 320K
T2 ?
Áp dụng phương trình trạng thái:

p1V1 p2 .V2
=
⇒ T2 = 480 K ⇒ t2 = 207 o C
T1
T2
TIẾT 5: NGUYÊN LÝ (I) CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
A. Các dạng bài tập và phương pháp giải
Dạng 1: Tính toán các đại lượng liên quan đến công, nhiệt và độ biến thiên nội năng
Áp dụng nguyên lý I: ∆U = A + Q
Trong ®ã:

∆U

: biÕn thiªn néi n¨ng

(J)


A

: công
(J)
Qui ớc:
+
+
+

U > 0

A> 0

V = 0 A = 0

vật nhận công ,

Q>0

Chỳ ý:
a.Quỏ trỡnh ng tớch:
nờn

nội năng tăng,

U < 0

A< 0

vật nhận nhiệt lợng,

nội năng giảm.

vật thực hiện công.

Q< 0

vật truyền nhiệt lợng.

U = Q

b. Quỏ trỡnh ng nhit

T = 0 U = 0

nờn Q = -A
c. Quỏ trỡnh ng ỏp
- Cụng gión n trong quỏ trỡnh ng ỏp:

p=h/s

V1, V2

A = p(V2 V1) = p.V

: áp suất của khối khí.

: là thể tích lúc đầu và lúc sau của khí.

A=
- Cú th tớnh cụng bng cụng thc:

pV1
(T2 T1 )
T1

( nu bi toỏn khụng cho V2)

Đơn vị thể tích V (m3), đơn vị của áp suất p (N/m2) hoặc (Pa).
Dng 2: B/t v hiu sut ng c nhit
- Hiệu suất thực tế:

Q1 Q2
Q1

=

N
1Pa = 1 2
m

A
Q1

H=
(%)
- Hiệu suất lý tởng:

T1 T2
=
T1

T2
T1



Hmax =
1và H Hmax
- Nếu cho H thì suy ra A nếu biết Q 1 ,ngợc lại cho A suy ra Q1 và Q2
B. Bi tp vn dng
Bi 1: mt bỡnh kớn cha 2g khớ lý tng 200C c un núng ng tớch ỏp sut khớ tng lờn 2 ln.
a. Tớnh nhit ca khớ sau khi un.

12,3.103
b. Tớnh bin thiờn ni nng ca khi khớ, cho bit nhit dung riờng ng tớch khớ l
Gii

p1 p2
=
T1 T2

J/kg.K

a. Trong quỏ trỡnh ng tớch thỡ:
, nu ỏp sut tng 2 ln thỡ ỏp nhit tng 2 ln, vy:
T2 = 2T1 = 2.(20 + 273) = 586K, suy ra t2 = 3130C
b. Theo nguyờn lý I thỡ: U = A + Q
do õy l quỏ trỡnh ng tớch nờn A = 0, Vy U = Q = mc (t2 t1) = 7208J
Bi 2: Một lợng khí ở áp suất 2.104 N/m2 có thể tích 6 lít. Đợc đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể
tích 8 lít. Tính:
a.Công do khí thực hiện
b.Độ biến thiên nội năng của khí. Biết khi đun nóng khí nhận đợc hiệt lợng 100 J
Giải
a. Tính công do khí thực hiện đợc:

A = p(V2 V1) = p.V


p = 2.104 N / m2 vµ ∆V = V2 − V1 = 2lÝt = 2.10−3 m3

Víi
Suy ra:

A = 2.104.2.10−3 = 40 J

V× khÝ nhËn nhiÖt lîng (
§é biÕn thiªn néi n¨ng:

b.

Q>0

¸p dông nguyªn lý I N§LH
Víi

Q = 100J

) vµ thùc hiÖn c«ng nªn:

A = −40 J

∆U = Q + A

A = −40J



∆U = 100− 40 = 60 J

Suy ra:
Bài 3: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2.10 5N/m2 được nung nóng đẳng áp từ 30 oC đến 1500C. Tính công do khí thực
hiện trong quá trình trên.
Giải
Trong quá trình đẳng áp, ta có:

V2 T2
T
423
=
⇒ V2 = 2 .V1 = 10.
= 13,96l
V1 T1
T1
303
- Công do khí thực hiện là:

A = p.∆V = p.( V2 − V1 ) = 2.105.( 13,96 − 10) .10−3 = 792J

Bài 4: Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện công 2kJ.
a. Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng mà nó truyền cho nguồn lạnh.
b. Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất động cơ đạt 25%?
Giải
a. Hiệu suất của động cơ:
H=

T1 − T2
T1

=

373− 298,4
= 0,2 = 2%
373

- Suy ra, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng là:
Q1 =

A
= 10kJ
H

- Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguồn lạnh:
Q2 = Q1 – A = 8kJ
b. Nhiệt độ của nguồn nóng để có hiệu suất 25%.

H / = 1−

T2
/
1

T

⇒ T1/ =

T2
1− H

/

=

298,4
= 398K ⇒ t = T1/ − 273 = 125oC.
1− 0,25

TIẾT 6: SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT
A. Phương pháp giải bài tập về sự chuyển thể các chất
1. Công thức tính nhiệt nóng chảy
Q=

λ

λ

m

(J)

m (kg) ; (J/kg)
2. Công thức tính nhiệt hóa hơi
Q = Lm
3. Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra
Q = m.c (t2 – t1).
c (J/kg.k): nhiệt dung riêng.

λ

Chú ý: Khi sử dụng những công thức này cần chú ý là các nhiệt lượng thu vào hoặc tỏa ra trong quá trình chuyển thể Q =
m và Q = L.m đều được tính ở một nhiệt độ xác định, còn công thức Q = m.c (t 2 – t1) được dùng khi nhiệt độ thay đổi.
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80g ở 0 oC vào một cốc nhôm đựng 0,4kg nước ở 20 oC đặt trong nhiệt lượng
kế. Khối lượng của cốc nhôm là 0,20kg. Tính nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước vừa tan hết. Nhiệt nóng chảy


riêng của nước đá là 3,4.105J/kg. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước lăJ/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt độ
do nhiệt truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế.
Giải
- Gọi t là nhiệt độ của cốc nước khi cục đá tan hết.
- Nhiệt lượng mà cục nước đá thu vào để tan thành nước ở t oC là.

Q1 = λ.mnđ + cnđ .mnđ .t

- Nhiệt lượng mà cốc nhôm và nước tỏa ra cho nước đá là.

Q2 = c Al .m Al (t1 − t ) + cn .mn (t1 − t )

- Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Q1 = Q2

⇒ t = 4,5o C
Bài 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước ở 0oC. Cho biết nhiệt dung riêng của nước
đá là 2090J/kg.K và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá 3,4.10 5J/kg.
Giải
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước đá ở 0oC là:
Q1 = m.c.Δt = 104500J
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá ở 0oC chuyển thành nước ở 0oC là:
Q2 = λ.m = 17.105J
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước ở 0oC là:
Q = Q1 + Q2 = 1804500J
Bài 3: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25 oC chuyển thành hơi ở 100oC. Cho biết nhiệt dung riêng của nước
4180J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106J/kg.
Giải
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25oC tăng lên 100oC là:
Q1 = m.c.Δt = 3135KJ
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước đá ở 100oC chuyển thành hơi nước ở 100oC là:
Q2 = L.m = 23000KJ
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá ở 25oC chuyển thành hơi nước ở 100oC là:
Q = Q1 + Q2 = 26135KJ
Bài 4: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá ở -20 oC tan thành nước và sau đó được tiếp tục đun sôi
để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100 oC. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105J/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là
2,09.103J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước 4,18.103J/kg.K, nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106J/kg.
Giải
- Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho một cục nước đá có khối lượng 0,2kg ở -20 oC tan thành nước và sau đó tiếp tục
đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100oC.

Q = cd .m.( t0 − t1 ) + λ.m+ cn.m.( t2 − t1 ) + L.m= 619,96kJ

TIẾT 7: ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ
A. Phương pháp giải các bài toán về độ ẩm không khí
- Độ ẩm tỉ đối của không khí:

f=

a
A

.100%

p
pbh

Hoặc f =
.100%
- Để tìm áp suất bão hòa pbh và độ ẩm cực đại A, ta dựa vào bảng 39.1 sgk.
- Khối lượng hơi nước có trong phòng:
m = a.V ( V(m3) thể tích của phòng).
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Phòng có thể tích 50m3 không khí, trong phòng có độ ẩm tỉ đối là 60%. Nếu trong phòng có 150g nước bay hơi thì độ
ẩm tỉ đối của không khí là bao nhiêu? Cho biết nhiệt độ trong phòng là 25 oC và khối lượng riêng của hơi nước bão hòa là
23g/m3.
Giải
- Độ ẩm cực đại của không khí ở 25oC là A = 23g/m3.
- Độ ẩm tuyệt đối của không khí lúc đầu a1 = f1.A = 13,8g/m3.
- Khối lượng hơi nước trong không khí tăng thêm 150g nên độ ẩm tuyệt đối tăng thêm:


∆a =

150
= 3g/ m3
50

Vậy độ ẩm tỉ đối của không khí là:

f2 =

a1 + ∆a
= 73
A

%
Bài 2: Phòng có thể tích 40cm3. không khí trong phòng có độ ẩm tỉ đối 40%. Muốn tăng độ ẩm lên 60% thì phải làm bay hơi
bao nhiêu nước? biết nhiệt độ là 20oC và khối lượng hơi nước bão hòa là Dbh = 17,3g/m3.
Giải
- Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng lúc đầu và lúc sau:
- a1 = f1.A = f1.Dbh = 6,92g/m3.
- a2 = f2.A = f2.Dbh = 10,38g/m3
- Lượng nước cần thiết là:
m = (a2 – a1). V = ( 10,38 – 6,92).40 = 138,4g.
Bài 3: Một căn phòng có thể tích 60m3, ở nhiệt độ 200C và có độ ẩm tương đối là 80%. Tính lượng hơi nước có trong phòng,
biết độ ẩm cực đại ở 200C là 17,3g/m3.
Giải
- Lượng hơi nước có trong 1m3 là: a = f.A = 0,8.17,3 = 13,84g
- Lượng hơi nước có trong phòng là: m= a.V = 13,84.60 = 830,4g.
TIẾT 8: ÔN TẬP
Câu 1: (1,5 điểm) Một lượng khí lý tưởng trong xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái ban đầu (gọi là
trạng thái 1) của khối khí này là p 1 = 2.105 Pa; V1 = 6 lít; T1 = 300 K. Cung cấp cho khối khí trong xilanh một nhiệt
lượng 1200 J để nung nóng đẳng áp khối khí này tới khi thể tích của khối khí tăng thêm 2 lít, gọi trạng thái này là
trạng thái 2.
a) Tìm nhiệt độ của khối khí ở trạng thái 2 theo đơn vị oC.
b) Nội năng của khối khí tăng hay giảm bao nhiêu jun?
Câu 2: (2 điểm) Từ độ cao 5 m, người ta ném thẳng đứng một hòn bi thép lên cao với vận tốc 10 m/s. Lấy g = 10 m/s 2.
a) Tìm độ cao của điểm M mà tại đó động năng của hòn bi bằng 4 lần thế năng của nó.
b) Tại điểm M, vật có vận tốc bằng bao nhiêu m/s?
Câu 3: (1,5 điểm) Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một miếng chì có khối lượng 250 gam ở nhiệt độ 27 oC để nó hóa lỏng
hoàn toàn ở nhiệt độ 327oC. Biết nhiệt dung riêng của chì là 130 J/kg.K.
Câu 4: (1,5 điểm) Một lượng khí lý tưởng trong xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái ban đầu (gọi là
trạng thái 1) của khối khí này là p 1 = 105 Pa; V1 = 10 lít; T1 = 300 K. Cung cấp cho khối khí trong xilanh một nhiệt
lượng 600 J để nung nóng đẳng áp khối khí này tới khi thể tích của khối khí tăng thêm 2 lít, gọi trạng thái này là trạng
thái 2.
a) Tìm nhiệt độ của khối khí ở trạng thái 2 theo đơn vị oC.
b) Nội năng của khối khí tăng hay giảm bao nhiêu jun?
Câu 5: (2 điểm) Từ độ cao 1,2 m, người ta ném thẳng đứng một hòn bi thép lên cao với vận tốc 6 m/s. Lấy g = 10 m/s 2.
a) Tìm vận tốc của hòn bi tại vị trí mà tại đó thế năng của hòn bi bằng 2 lần động năng của nó (gọi vị trí này là
điểm M).
b) Tìm độ cao của điểm M.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×