Đề cương học tập vật lý dành cho lớp 10 cơ bản THTH ĐHSP

Chú ý: • Các định luật trong phần này đều phải áp dụng với một khối khí xác định khối lượng khí không đổi • Khi áp dụng các định luật, p của các trạng thái phải cùng đơn vị, V của các

Trang 1

PHẦN VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC (Chương trình chuẩn lớp 10) Trang 1/15

PHẦN VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC

NHIỆT HỌC (Chương trình chuẩn) Biên soạn: GV Trần Triệu Phú

Phương pháp giải toán

Đọc đề, phân tích đề, phân tích hiện tượng, xem có bao nhiêu trạng thái

Liệt kê các thông số của TỪNG trạng thái

Trạng thái 1 Trạng thái 2 Trạng thái 3

p 1 =

V 1 =

T 1 =

p 2 =

V 2 =

T 2 =

p 3 =

V 3 =

T 3 =

Xét xem các quá trình giữa các trạng thái là quá trình nào rồi áp dụng các định luật tương tứng để tìm các đại lượng yêu cầu:

đẳng nhiệt (Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt),

đẳng tích (Định luật Sác-lơ),

đẳng áp (Định luật đẳng áp),

hay không phải là đẳng quá trình (Phương trình trạng thái )

Chú ý:

• Các định luật trong phần này đều phải áp dụng với một khối khí xác định (khối lượng khí không đổi)

• Khi áp dụng các định luật, p của các trạng thái phải cùng đơn vị, V của các trạng thái phải cùng đơn

vị

• Các đơn vị của áp suất p có thể có: Pa, N/m 2 , mmHg, at, atm, tor, bar

• Các đơn vị có thể có của thể tích: l, ml, m 3 , cm 3 , …

• Nhiệt độ đều phải đổi về K khi thay giá trị vào các công thức (T = t 0 C+273)

• Nếu các trạng thái được biểu diễn trên đồ thị thì chú ý xác định thật chính xác xem các quá trình giữa các trạng thái là đẳng quá trình gì hay là không phải đẳng quá trình, sau đó tóm tắt TẤT CẢ các thông số có thể biết được theo mẫu như trên

Bài tập mẫu

a) Một bình chứa khí nóng đang ở nhiệt độ 27 0 C có áp suất 1atm được đun nóng thêm 5 0 C Tính áp suất lúc này Biết rằng bình không vỡ

Trang 2

b) Sau đó, người ta không đun nữa và tháo nắp bình, nhiệt độ và áp suất khối khí này hạ xuống bằng với nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển (25 0 C, 1atm) Tính thể tích khối khí lúc này và tính thể tích khí bị tràn ra khỏi bình? Biết bình có dung tích là 2l

Giải:

a)

Quá trình biến đổi trạng thái từ 1->2 là quá trình đẳng tích, do vậy, ta áp dụng định luật Sác-lơ:

p 1 /T 1 = p 2 /T 2

1/300 = p 2 /305

p 2 ≈ 1,02atm

Vậy, áp suất sau khi đun là 1,02atm

b)

Trạng thái 3:

p 3 =1atm

V 3 =?

T 3 =25+273=208K

Quá trình biến đổi trạng thái từ 2->3 không là đẳng quá trình, do vậy, ta áp dụng phương trình trạng thái cho KLT:

p 2 V 2 /T 2 = p 3 V 3 /T 3

1,02.2/305 = 1.V 3 /208

V 3 ≈ 2,07l

Vậy, khối khí sau khi hạ nhiệt có thể tích là 2,07 lít, và do vậy, nó bị tràn ra khỏi bình 0,07 lít

Bài tập

N1 Ở nhiệt độ không đổi, dưới áp suất 104N/m2 Một lượng khí có thể tích 10 lít Tính thể tích của lượng khí đó dưới áp suất 5.104N/m2

ĐS: 2 lít

N2 Tìm hệ thức giữa khối lượng riêng và áp suất của chất khí trong quá trình đẳng nhiệt

Trang 3

ĐS: p1d2=p2d1

N3 Bơm không khí ở áp suất 1at vào một quả bóng bằng cao su, mỗi lần nén pittông thì đẩy được 125cm3 Nếu nén 40 lần thì áp suất khí trong bóng là bao nhiêu? Biết dung tích bóng lúc đó là 2,5lít Cho rằng trước khi bơm trong quả bóng không có không khí và khi bơm nhiệt độ không đổi ĐS: 2at

N4 Tính áp suất của một lượng khí H2 ở 300C Biết áp suất của lượng khí này ở 00C là 700mmHg, thể tích của khí được giữ không đổi ĐS: 777mmHg

N5 Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 270C và dưới áp suất 0,6at Khi đèn cháy sáng áp suất trong đèn là 1at và không làm vỡ bóng đèn Tính nhiệt độ khí trong đèn khi cháy sáng? Giả sử rằng bóng đèn giãn nở không đáng kể ĐS: 2270C

N6 Một bánh xe được bơm vào lúc sáng sớm khi nhiệt độ không khí xung quanh là 70C Hỏi áp suất khí trong ruột bánh xe tăng thêm bao nhiêu phần trăm vào giữa trưa, lúc nhiệt độ lên đến 350C

ĐS: 10%

Trang 4

N7 Ở nhiệt độ 2730C, thể tích của một lượng khí là 10 lít Tính thể tích của lượng khí đó ở 5460C khi áp suất không đổi? ĐS: 15 lít

-

N8 12g khí chiếm thể tích 4 lít ở 70C Sau khi nung nóng đẳng áp, khối lượng riêng của khí là 1,2g/lit Tính nhiệt độ của khí sau khi nung? ĐS: 4270C

N9 Chất khí trong xy lanh của một động cơ nhiệt có áp suất 2atm và nhiệt độ là 1270C a) Khi thể tích không đổi, nhiệt độ giảm còn 270C thì áp suất trong xy lanh là bao nhiêu? b) Khi nhiệt độ trong xy lanh không thay đổi, muốn tăng áp suất lên 8atm thì thể tích thay đổi thế nào c) Nếu nén, thể tích khí giảm 2 lần Áp suất tăng lên 3atm thì nhiệt độ lúc đó bằng bao nhiêu? ĐS: a 1,5atm; b giảm 4 lần; c 270C

Trang 5

N10 Trong xy lanh của một động cơ đốt trong hỗn hợp khí ở áp suất 1atm, nhiệt độ 470C có thể tích 40dm3 Tính nhiệt độ của khí sau khi nén? Biết thể tích sau khi nén là 5dm3, áp suất 15atm ĐS: 3270C

N11 Một hình cầu dung tích 20 lít chứa oxy ở 160C dưới áp suất 100atm Tính thể tích lượng oxy ở điều kiện tiêu chuẩn? ĐS: 1889 lít

N12 Pittông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 1 atm vào bình chứa khí có thể tích 2m3 Tính nhiệt độ khí trong bình khi pittông thực hiện được 1000 lần nén Biết áp suất lúc đó là 2,1 atm ĐS: 420C

N13 Áp suất khí trong xy lanh của một động cơ vào cuối kỳ nén là bao nhiêu? Biết trong quá trình nén, nhiệt độ tăng từ 500C đến 2500C; thể tích giảm từ 0,75 lít đến 0,12 lít Áp suất ban đầu là 8.104 N/m2 ĐS: 80,96.104N/m2

Trang 6

N14 Một lượng khí ở áp suất 1atm, nhiệt độ 270C chiếm thể tích 5 lít Biến đổi đẳng tích tới nhiệt độ 3270C, rồi sau đó, biến đổi đẳng áp lượng khí này, biết nhiệt độ trong quá trình đẳng áp tăng 1200C Tìm áp suất và thể tích khí sau khi biến đổi ĐS: 2atm; 6 lít

-

N15 Một nhiệt lượng kế chứa 2kg nước ở 150C, cho vào nhiệt lượng kế quả cầu bằng thau có khối lượng 500g ở 1000C Tính nhiệt độ cân bằng của hệ Cho Cthau=368 J/kg.độ; Cnước=4190 J/kg.độ ĐS: 16,80C

N16 Một bình nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 118g nước ở nhiệt độ 200C Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 200g đã nung nóng đến 750C Xác định nhiệt dung riêng của sắt Biết nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt là 250C Cho Cnhôm=920 J/kg.độ; Cnước=4190 J/kg.độ ĐS: 477 J/kg.độ

N17 Người ta bỏ vào nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 180g và chứa 600g nước ở nhiệt độ 130C, một cục đồng nặng 30g vừa lấy từ lò ra Sau đó, nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng lên đến 150C Hãy tính nhiệt

độ của lò? Biết Cđồng=Cđồng thau=400 J/kg.độ

ĐS: 4460C

Trang 7

-

N18 Người ta thực hiện công 100J để nén khí trong xy lanh Hỏi nội năng của khí biến thiên một lượng bao nhiêu? Nếu khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20J ĐS: 80J

N19 Người ta cung cấp một nhiệt lượng 100J cho chất khí trong xy lanh Chất khí nở ra đẩy pittông đi lên và thực hiện một công 70J Hỏi nội năng của khí biến thiên một lượng là bao nhiêu? ĐS: 30J

N20 Khi truyền nhiệt lượng 6.106J cho chất khí đựng trong một xy lanh hình trụ thì khí nở đẩy pittông lên Thể tích của khí tăng thêm 0,5cm3 Hỏi nội năng của khí biến đổi một lượng bằng bao nhiêu? Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và không đổi trong quá trình khí giãn nở ĐS: 2.106J

N21 Một lượng khí ở áp suất 3.105N/m2 có thể tích 8 lít Sau khi đun nóng đẳng áp khí giãn nở ra và có thể tích 10lít

Trang 8

a Tính công thực hiện được

b Tính độ biến thiên nội năng của khí? Biết trong khi đun khí nhận nhiệt lượng 1000J

ĐS: a 600J; b 400J

N22 Cho quá trình biến đổi trạng thái của chất khí như hình vẽ a Gọi tên quá trình biến đổi? b Cho biết áp suất của trạng thái cuối cùng là 2atm Tính công của khí thực hiện trong quá trình này? ĐS: b 2.103J

N23 Một động cơ nhiệt mỗi giây nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 3,6.104J Đồng thời nhường cho nguồn lạnh 3,2.104J Tính hiệu suất của động cơ nhiệt? N24 Một bình kín chứa 2g khí Hydro ở áp suất P1=1at, nhiệt độ t1=270C Đun nóng bình để áp suất tăng lên đến P2=10at Tính độ biến thiên nội năng của khí Cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích của khí hydrô CV=12,3KJ/Kg ĐS: ∆U=66420J

V(l)

T(K)

(1)

(2) 1,5

0,5

O

Trang 9

N25 Một khối khí oxy có khối lượng 16g chứa trong một xi lanh dưới pittông nặng Đun nóng đẳng áp khối khí

đó từ nhiệt độ t1=270C đến t2=1270C Tính nhiệt lượng đã truyền cho khí và độ biến thiên nội năng của khối khí, cho nhiệt dung riêng đẳng áp oxy: CP=900J/Kg.K

ĐS: Q=1440J; ∆U=1024,5J

N26 Một xi lanh chứa 5g hydro ở 270C được đậy bởi pittông nặng a Nén đẳng nhiệt khối khí đó, công lực ngoài bằng 8000J, thể tích khí giảm đi 4 lần Tính nhiệt lượng khí toả ra b Hơ nóng đẳng áp để thể tích tăng lên bằng giá trị cũ Tính nhiệt lượng do khí hấp thụ và độ biến thiên nội năng của khí Cho nhiệt dung riêng CP=14,3kJ/kg.K ĐS: a Q=-8000J; b Q=64350J; ∆U=45652,5J

N27 Cho một mol KLT (đktc) biến đổi trạng thái theo đồ thị (P,V) như hình

vẽ

V1=2l; V2=4l;

a Chất khí biến đổi thế nào?

b Tìm nhiệt độ của chất khí ở trạng thái 1,2,3

c Tính công khí thực hiện sau một chu trình biến đổi

N28 Sự biến đổi trạng thái của một khối KLT được mô tả như hình vẽ Biết

P3=1at, P2=3at

P(at)

(3)

(2) (1)

2

1

Trang 10

a Xác định P,V,T của từng trạng thái

b Vẽ lại đồ thị mô tả biến đổi trên trong các hệ toạ độ (P,V), (P,T)

N29 KLT biến đổi theo chu trình như hình bên cạnh: T1=3000K; V1=1l, T3=100K,

V3=4l

Ở ĐKTC khí có V=5l, P=105N/m2

a Vẽ đồ thị (P,V)

b Tính các đại lượng còn lại

N30 Động cơ nhiệt có hiệu suất lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 1000C và

25,40C thực hiện một công là 2KJ

a Tính hiệu suất của động cơ? Nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn

nóng và nhiệt lượng truyền cho nguồn lạnh?

b Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất của động cơ đạt 25%

ĐS: a 25%; 10kJ; 8kJ; B 1250C

Đề trắc nghiệm tham khảo

Đề 1: (10 phút)

1) Hệ thức nào sau đây không phù hợp với định luật Sác-lơ?

a

T

P

2 2 1

1

T

P T

P

=

2) Quá trình nào sau đây là đẳng quá trình?

a Đun nóng khí trong một bình đậy kín

b Không khí trong quả bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở ra làm căng bóng

c Đun nóng khí trong một xi lanh , khí nở ra đẩy pit- tông chuyển động

d Cả 3 đều sai

3) Chọn câu phát biểu không đúng về khí lí tưởng (KLT)

a KLT là khí mà phân tử khí coi như chất điểm có khối lượng không đáng kể

b KLT là khí mà các phân tử khí chỉ tương tác với nhau khi va chạm

V(l)

(3)

(1)

4

2

T(K)

600

(2) (1)

V 3

V 1

T 2

Trang 11

c KLT là khí mà các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình

d KLT là khí mà thể tích của một phân tử khí rất nhỏ coi như không đáng kể

4) Định luật Sác-lơ chỉ được áp dụng khi:

a Nhiệt độ của khí không đổi, áp suất và thể tích khí thay đổi

b Áp suất khí không đổi, nhiệt độ và thể tích khí thay đổi

c Thể tích không đổi, nhiệt độ và áp suất khí thay đổi

d Áp suất, nhiệt độ, thể tích khí đều không đổi

5) Khi nung nóng 1 khối khí, sự thay đổi áp suất theo thể tích được cho bởi đồ thị như hình 1 Hỏi trong quá trình này khí bị…

6) Một lượng khí đã thực hiện liên tiếp các quá trình được biểu diễn trên đồ thị P – T như hình 2 Quá trình nào sau đây là đẳng tích:

7) Xem hình 3, chọn phát biểu đúng:

a) p1 ≥ p2 b) p1 < p2 c) V1 = V2 T1 > T2 d) T1 = T2 V1 < V2

8) Phương trình nào biểu diễn phương trình Cla-pê-rôn:

a)

2

1

2

1

T

V

p

V

p

= b) p1 V2 = p2 V1 c)

1 2 2

1

T

T p

p

1 1 2

2

V

T T

V

=

9) Phương trình trạng thái của khí lý tưởng có thể áp dụng đối với quá trình nào sau

a) Quá trình có áp suất và nhiệt độ biến đổi, thể tích không đổi

b) Quá trình có áp suất và thể tích biến đổi, nhiệt độ không đổi

c) Quá trình có áp suất, nhiệt độ và thể tích đều biến đổi

d) Cả 3 quá trình trên đều có thể áp dụng được

10*) Xét quá trình biến đổi như hình 1 Chọn đáp án đúng trong các câu sau:

a) T1 = T2 b) T1 < T2 c) T1 > T2 d) Chưa đủ dữ kiện để so sánh T1 và T2

Đề 2: (40 phút)

1

2

P

V Hình 1

O

1

2

p

T

3

4

O

Hình 2

p1

V

T

p2

O

Hình 3

Trang 12

T

V

= áp dụng cho quá trình biến đổi trạng thái nào của một khối khí xác định ?

A Quá trình đẳng áp B Quá trình đẳng nhiệt C Quá trình đẳng tích D Quá trình bất kì

2 Khi nói về khí lý tưởng,phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A Là khí mà khối lượng của các phân tử khí có thể bỏ qua

B Khí lý tưởng là khí mà các phân tử khí chỉ tương tác với nhau khi va chạm

C Khi va chạm vào thành bình gây nên áp suất

D Khí lý tưởng là khí mà thể tích của các phân tử khí có thể bỏ qua

3 Biểu thức nào sau đây không phù hợp với quá trình đẳng nhiệt ?

A p ∼

V

1

B p.V=const C V ∼

p

1

4 Trong hệ tọa độ p - T đường đẳng tích có dạng ?

A Đường thẳng song song với trục tung B Đường hypebol

C Đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ D Đường thẳng song song

với trục hoành

5 Kết luận nào là đúng khi so sánh các thể tích V1 và V2 trong hình vẽ?

A V1 = V2 B V1 < V2 C V1 > V2 D V1∼ V2

6 Biểu thức nào sau đây không phù hợp với định luật Bôilơ-Mariốt?

A p ~

V

1

B

1 2 2

1

V

p V

p

= C p1.V1 = p3 V3 D p ~ V

7 Phương trình nào sau đây là phương trình trạng thái của khí lý tưởng?

A

V

T

P

V T

P

= hằng số C

P

T V

= hằng số D

T

V P

= hằng số

8 Hiện tượng nào sau đây có liên quan đến định luật Sác-lơ?

A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên như cũ

B Đun nóng khí trong một xi lanh hở

C Đun nóng khí trong một xi lanh kín

D Thổi không khí vào một quả bóng bay

9 Các đại lượng nào sau đây, đại lượng nào không phải là thông số trạng thái của một lượng khí?

10 Đường biểu diễn nào sau đây không phải của đẳng quá trình?

p

V1

V2

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	207,65 KB