ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP VẬT LÝ 10 HỌC KÌ 2

ĐỘNG LƯỢNG-ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Xung của lực: là độ biến thiờn động lượng trong khoảng thời gian t : p F t  .. Định luật bảo toàn động lượng trong hệ cụ lập: Tổng động l

ễN TẬP PHẦN I: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

A ĐỘNG LƯỢNG-ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

Xung của lực: là độ biến thiờn động lượng trong khoảng thời gian t : p F t





Dạng khỏc của định luật II Newton: F.t = p

2 Định luật bảo toàn động lượng (trong hệ cụ lập):

Tổng động lượng của một hệ cụ lập, kớn luụn được bảo toàn:p h = const

Những lưu ý khi giải cỏc bài toỏn liờn quan đến định luật bảo toàn động lượng:

- Nếu vật chuyển động theo chiều dương đó chọn thỡ v > 0;

- Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đó chọn thỡ v < 0

a.Va chạm mềm: sau khi va chạm 2 vật dớnh vào nhau và chuyển động cựng vận tốc 

1.v m v m v m v m

- Động lượng p của một vật cú biểu thức: p = mv

- Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1

- Động lượng hệ vật, b o to n: ảo toàn: àn: pp1 p2

Bớc 2: Viết biểu thức động lợng của hệ trớc và sau hiện tợng

Bớc 3: áp dụng định luật bảo toàn động lợng cho hệ: p t p s

* Những lưu ý khi giải cỏc bài toỏn liờn quan đến định luật bảo toàn động lượng:

a Trường hợp cỏc vector động lượng thành phần (hay cỏc vector vận tốc thành phần) cựng phương, thỡbiểu thức của định luật bảo toàn động lượng được viết lại:

m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v'2

Trong trường hợp này ta cần quy ước chiều dương của chuyển động

- Nếu vật chuyển động theo chiều dương đó chọn thỡ v > 0;

- Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đó chọn thỡ v < 0

b Trường hợp cỏc vector động lượng thành phần (hay cỏc vector vận tốc thành phần) khụng cựngphương, thỡ ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t và biểu diễn trờn hỡnh vẽ Dựa vào cỏc tớnh chất hỡnhhọc để tỡm yờu cầu của bài toỏn

c Điều kiện ỏp dụng định luật bảo toàn động lượng:

- Tổng ngoại lực tỏc dụng lờn hệ bằng khụng

- Ngoại lực rất nhỏ so với nội lực

- Thời gian tương tác ngắn.

- Nếu F ngoai luc 0

nhưng hình chiếu của Fngoai luctrên một phương nào đó bằng không thì động lượng bảotoàn trên phương đó

1 p

p  = = 4,242 kgm/s

Bài 2: Một viên đạn khối lượng 1kg đang bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s thì nổ thành hai

mảnh có khối lượng bằng nhau Mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc 500 2 m/s hỏi mảnhthứ hai bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu?

Giải:

- Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian nổ, được xem là hệ kín, ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng

- Động lượng trước khi đạn nổ:p t m v p 

Giải: - Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0.

- Động lượng của hệ sau khi bắn súng là: m S.vS m đ.vđ

- Áp dụng điịnh luật bảo toàn động lượng: m S.vS m đ.vđ  0

- Vận tốc của súng là: . 1,5(m/s)

m

v m v

S

đ đ

Giải : Xem hệ hai xe là hệ cô lập

- Áp dụmg địmh luật bảo toàn động lượng của hệ m1.v1(m1m2)v vcùng phương với vận tốc v1

- Vận tốc của mỗi xe là:

2 1

1

1

m m

v m v



 = 1,45(m/s)

Bài 5 : Một người khối lượng m1 = 50kg đang chạy với vận tốc v1 = 4m/s thì nhảy lên một chiếc xe khốilượng m2 = 80kg chạy song song ngang với người này với vận tốc v2 = 3m/s sau đó, xe và người vẫn tiếp tụcchuyển động theo phương cũ Tính vận tốc xe sau khi người này nhảy lên nếu ban đầu xe và người chuyểnđộng:

Theo định luật BT động lượng:m v m v1 1 2 2 m m v1 2

- Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 3,38 m/s

b/ Khi người nhảy ngược chiều thì / 1 1 2 2

Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 0,3m/s

B CÔNG VÀ CÔNG SUẤT.

I LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC:

1.Công cơ học: A = Fscos

 góc hợp bởi Fvà hướng của chuyển động

Đơn vị công: Joule (J)

Các trường hợp xảy ra:

+ = 0o => cos = 1 => A = Fs > 0: lực tác dụng cùng chiều với chuyển động

+ 0o <  < 90o =>cos > 0 => A > 0;

Hai trường hợp này công có giá trị dương nên gọi là công phát động.

+  = 90o => cos = 0 => A = 0: lực không thực hiện công;

+ 90o <  < 180o =>cos < 0 => A < 0;

+ = 180o => cos = -1 => A = -Fs < 0: lực tác dụng ngược chiều với chuyển động

Hai trường hợp này công có giá trị âm, nên gọi là công cản;

2 Công suất: P =

t A

Đơn vị công suất: Watt (W)

Lưu ý: Công suất trung bình còn được xác định bởi biểu thức: P = Fv

Trong đó, v là vận tốc trung bình trên của vật trên đoạn đường s mà công của lực thực hiện dịchchuyển

Bài 1: Người ta kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang

một góc 450, lực tác dụng lên dây là 150N Tính công của lực đó khi thùng trượt được 15m Khi thùng trượtcông của trọng lực bằng bao nhiêu?

Giải:- Công của lực F kéo thùng đi được 15m là:

Áp dụng công thức: A = F.s.cosα = 1586,25J ( trong đó: F = 150N;S = 15m; cosα =

- Trong quá trình chuyển động trọng lực luôn vuông góc với phương chuyển động nên công của trọng lực

Ap = 0

Bài 2: Một xe tải khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được quãng đường 144m

thì vận tốc đạt được 12m/s Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,04 Tính công của các lực tác dụnglên xe trên quãng đường 144m đầu tiên Lấy g = 10m/s2

Giải: Các lực tác dụng lên xe: N, P, Fk , Fms

Bài 3: Một ôtô có khối lượng m = 1,2 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v =

36km/h Biết công suất của động cơ ôtô là 8kw Tính lực ma sát của ôtô và mặt đường

A

v

P F

F  ms   800

Bài 4: Một vật có khối lượng m  0 , 3kg nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát Tác dụng lên vật lựckéo F  5N hợp với phương ngang một góc   30 0

a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s

b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối

c) Giả sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số   0 , 2 thì công toàn phần có giá trị bằng baonhiêu ?

- Vật dưới tác dụng của lực Fthì vật chuyển động nhanh dần đều

- Quãng đường vật đi được trong 5s là:  2   2  2 

3 5.

Chiếu (1) xuống trục oy, ta được: N P F sin  m.g F sin 

Suy ra: . .(  .sin ) 0,2.(0,3.10 5 ) 0,06   1 

2

ms

- Công của lực ma sát : A ms F ms.s cos    0 , 06 180   10 , 8J

- Công của lực kéo: F k  778 , 5J

- Công của trọng lực và phản lực: A P  0, A N  0

N

P

Fy

x

- Cụng toàn phần của vật: A A kA msA PA N 778,5 10,8 0 0 767,7    J

C: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG – CƠ NĂNG.

v - 2

1

m 2 1

v = AF với Wđ =

2

1

m 2 2

v -

2

1

m 2 1

2

1

m( 2 2

1

Lưu ý: Động năng là đại lượng vụ hướng, cú giỏ trị dương;

2 Thế năng: Là dạng năng lượng cú được do tương tỏc.

+ Thế năng trọng trường: Wt = mgz;

Lưu ý: Trong bài toỏn chuyển động của vật, ta thường chọn gốc thế năng tại mặt đất, cũn trong trường hợp chuyển động của vật trờn mặt phẳng nghiờng, ta thường chọn gốc thế năng tại chõn mặt phẳng nghiờng.

+Thế năng đàn hồi: W 1 2

2

t  k l

+ Định lớ về độ biến thiờn của thế năng: Wt = Wt1 – Wt2 = AF

Lưu ý: Thế năng là một đại lượng vụ hướng cú giỏ trị dương hoặc õm;

3 Cơ năng: Cơ năng của vật bao gồm động năng và thế năng của vật: W = Wđ + W t

* Cơ năng trọng trường:W =

Lưu ý:

+ Trong một hệ cụ lập, động năng và thế năng cú thể chuyển hoỏ cho nhau, nhưng năng lượng tổng

cộng, tức là cơ năng, được bảo toàn W = hằng số

+ Trong trường hợp cơ năng khụng được bảo toàn, phần cơ năng biến đổi là do cụng của ngoại lực tỏc dụng lờn vật. W = W2 – W1 = AF

*Mở rộng: Đối với con lắc đơn.

T , lực căng dõy T tại mỗi vị trớ A,B m – khối lượng của con lắc (kg)

II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Nhớ kỹ: F ngoailuc là tổng tất cả cỏc lực tỏc dụng lờn võt

Dạng 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 (Wt= 0); xác định độ cao so với mốc thế năng đã chọn z(m) và m(kg)

 0

AB

Bài 1: Một viên đạn có khối lượng 14g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5

cm, sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viênđạn?

Bài 2: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s

a/ Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm là 10 m /s?

b/ Tính lực hãm trung bình trên quãng đường ôtô chạy 60m

Giải

Độ biến thiên động năng của ôtô là:W =d 1 22 1 12 11100 10 2 242261800

- Lực hãm trung bình tác dụng lên ôtô trong quãng đường 60m

Theo định lý biến thiên động năng: AC = W d= FC.s = - 261800

1 Tìm hệ số masat 1 trên đoạn đường AB

2 Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30o so với mặt phẳng ngang Hệ số masat trênmặt dốc là 2 =

3 5

1

Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?

3 Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng

2 B AB

mgs

)vv(mFs

Thay các giá trị F = 4000N; sAB= 100m; vA = 10ms-1 và vB = 20ms-1 và ta thu được 1 = 0,05

2 Xét trên đoạn đường dốc BC.

Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D

=> - mghBD – ’mgsmgsBDcos-

2

1

m 2 B

v <=> gsBDsin + ’mgsgsBDcos

2

1 2

Bv

v2 B

=> FsBC - mghBC – ’mgsmgsBCcos-

2

1

m 2 B

v => FsBC = mgsBCsin + ’mgsmgsBCcos-

2

1

m 2 Bv

=> F = mg(sin + ’mgscos) -

BC

2 Bs2

mv

= 2000.10(0,5 +

3 5

400 2000

= 2000NVậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh C của dốc

Bài 4: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanhdần đều đi hết quãng đường s = 5m đạt vận tốc v = 4m/s Xác định công và công suất trung bình của lực, biếtrằng khối lượng xe m = 500kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ =0,01 Lấy g = 10m/s2

2

2

ms F

F 

s

v m

2

2

- Công của trọng lực:A = F.s = (F ms+

s

v m

2 2 ).s; A = 4250J

- Công suất trung bình của xe là: v =a.t  t =

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

mg Vậy vật rơi từ độ cao 140m (so với B)

b/ Tại vị trí ứng với mức không của thế năng z = 0

Z1A

CHỦ ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

* 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 mặtphẳng nghiêng)

- Tính cơ năng lúc đầu ( W1 1 12 1

- Giải phương trình trên để tìm nghiệm của bài toán

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

Ac = W = W2 – W1 ( công của lực cản bằng độ biến thiên cơ năng)

II.BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Từ độ cao 5m so với mặt đất, người ta thả rơi tự do một vật khối lượng 2 kg.Lấy g =10 m/s2

a) Tính thế năng và cơ năng của vật tại vị trí bắt đầu thả ?

b) Tính vận tốc của vật ngay trước khi nó chạm đất ?

Giải: Tính động năng , thế năng và cơ năng của vật :

c) Ở độ cao nào thế năng bằng 1/3 động năng của nó?

Giải: Lấy gốc thế năng tại mặt đất h = 0

Vậy ở độ cao 1,25(m): Thế năng bằng 1/3 động năng.

Bài 3 : 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.

+ Cơ năng tại A: W( )A mgH

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

152

+ Cơ năng tại C: W(C) = 4Wt1 = 4mgh1

Theo định luật BT cơ năng: W(C) = W(A)

+ Cơ năng tại D : W(D) = 2Wđ2 = mv2

Theo định luật BT cơ năng: W(D) = W(A )v2  g H  15.10 12,2 / m s

d/ Cơ năng tại B : W(B) = 1 2

2mvTheo định luật BT cơ năng: W(B) = W(A) v 2 g H 24,4 /m s

Bài 4: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất Khi chạm đấtvận 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 ( tại B)

+ Cơ năng tại O ( tại vị trí ném vật): W (O) = 1 2 .

2mv o mgh

Cơ năng tại B ( tại mặt đất) W(B) = 1 2

2mv Theo định luật bảo toàn cơ năng W(O) = W(B)

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: W(B) = 1 2

2mv Theo định luật bảo toàn cơ năng: W(A) = W(B) 1 2

z O A

B

H h

z O A

B

+ Cơ năng tại C: W(C) = Wđ(C) + Wt (C) =Wđ(C) +Wđ(C)/3 = 4/3Wđ(C) =2 2

Bài 5: Một vật có khối lượng 2 kg, lấy g = 10 m/s2

a/ Tính thế năng của vật tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thếnăng tại mặt đất

b/ Nếu lấy mốc thế năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên

c/ Tính công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất Nhận xét kết quả thuđược

Giải: Lấy gốc thế năng tại mặt đất h = 0

a/ + Tại độ cao h1 = 3m: Wt1 = mgh1 = 2.10.3 = 60J

+ Tại mặt đất h2 = 0: Wt2 = mgh2 = 0

+ Tại đáy giếng h3 = -3m:Wt3 = mgh3 = -2.10.5= - 100J

b/ Lấy mốc thế năng tại đáy giếng

+ Tại độ cao 3m so mặt đất h1 = 8m: Wt1 = mgh1 = 160J

+ Tại mặt đất h2 = 5m: Wt2 = mgh2 = 100 J

+ Tại đáy giếng h3 = 0: Wt3 = mgh3 = 0

c/ Công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất

A31 = Wt3 – Wt1

+ Khi lấy mốc thế năng tại mặt đất: A31 = Wt3 – Wt1 = -100 – 60 = -160J

+Khi lấy mốc thế năng đáy giếng: A31 = Wt3 – Wt1 = 0 – 160 = -160J

Bài 6: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so vớimặt đất

a) Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vậtb) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được

- Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật: W W d W t 0, 47J

b) Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: W  A W B  hmax 2, 42 m

c) 2W t W  h1,175m

Bài 7: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc

30m/s Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10ms-2

1 Tìm cơ năng của vật

2 Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được

3 Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó

4 Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó

Giải

Chọn gốc thế năng tại A là vị trí ném vật (ở mặt đất): WtA = 0

1 Tìm W = ?

1.0,2.900 = 90 (J)

2 h max =?

Gọi B là vị trí cao nhất mà vật đạt được: vB = 0

Cơ năng của vật tại B: WB = WtB = mghmax

Theo định luật bảo toàn cơ năng: WB = WA => mghmax=

1 Ba định luật cơ bản về nhiệt học của chất khí:

a Định luật Boyle – Mariotte: Định luật về quá trình đẳng nhiệt;

Biểu thức: pV = const; hay p1V1 = p2V2

b Định luật Charles: Định luật về quá trình đẳng tích:

Biểu thức:

T

p = const hay

2

2 1

1T

pT

2

2 1

1T

VT

1 1

T

VpT

Vp



Trong đó: p : Áp suất khí; V : Thể tích khí

T  (t C0  273) 0K [ nhiệt độ khí (0K)] K: Kelvin, C: Celsius

II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

CHỦ ĐỀ 1: ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA–RI-ỐT. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT.

1 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

Ch

ú ý: Khi tìm p thì V1, V2 cùng đơn vị và ngược lại

* Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và nhiệt độ không đổi

* Một số đơn vị đo áp suất: Pa là paxcan ( 1 Pa = 1 N/m2)

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

- Gọi p2 là áp suất ứng với p2 = p1 + p

- Theo định luật luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot p1V1 = p2V2

Giải

- Mỗi lần bơm thể tích không khí vào bóng là Vo = s.h = 0,3 (l)

- Gọi n là số lần bơm 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.p1.Vo = p2.V2 2 2 1

3 2,5 25 o 0,3

Giải

- Gọi n là số lần bơm để đưa không khí vào ruột xe

Vậy thể tích không khí cần đưa vào ruột xe là V1 = nVo = 80n cm3

CHỦ ĐỀ 2: ĐỊNH LUẬT SÁC – LƠ. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH.

1.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: 1 2

T T

Ch

ú 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

- 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: 1  2  1  1 2

CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT GAY – LUY XẮC - QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP.

1.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:

2

2 1

1T

VT

V



Ch

ú 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

V1T2 = V2T1 => 400V1 = 300(V1 + 1,5) => V1 = 4,5 lít

Vậy: + Thể tích lượng khí trước khi biến đổi là V1 = 4,5 lít;

+ Thể tích lượng khí sau khi biến đổi là V2 = V1 + 1,5 = 6 lít

Bài 2: Đun nóng đẳng áp một khối khí lên đến 57oC thì thể tích tăng thêm 1/10 thể tích ban đầu Tìm nhiệt

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?

CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG.(KHỐI LƯỢNG KHÍ XÁC ĐỊNH)

1 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)

Bài 1: Trong xilanh của một động cơ có chứa một lượng khí ở nhiệt độ 47o 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 quátrình 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 baonhiêu?

b Vì pít- tông được giữ không đổi nên đó là quá trình đẳng tích:

Theo định luật Sác – lơ, ta có: 1  3  3  1 3  

Bài 3: pít tông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ27 C và áp suất 1 atm vào0

bình chưa khí ở thể tích 2m3 tính áp suất của khí trong bình khi phít tông đã thực hiện 1000 lần nén Biếtnhiệt độ trong bình là 42 C 0

Giải:Trạng thái 1: Trạng thái 2:

Bài 5: Một khối khí thực hiện 1 chu trình như hình vẽ

Cho p1 = 6.105 pa, V1 = 2 lít, T2 = 900 oK, p3 = 2.105 pa

a.Xác định từng quá trình biến đổi trạng thái của khí là gì?

1 1

T

V p T

V p

 và :

3

3 3 1

1 1

T

V p T

V p



Ta được T3 = 1

1 1

3

T V

V p

= 3000K

Từ :

2

2 2 1

1

1

T

V p T

V

p

 => V2 = 1

1 2

2

T p

T p

900.10.2

900.10.6

5

5

= 6lit Hoặc cách 2: Quá trình đẳng nhiệt : từ 1 đến 2 =>p 1 V 1 =p 2 V 2

Suy ra : V2 = 1

1 2

p V

10.2

10.6

1 Nội năng và Sự biến thiên nội năng (Bài 32)

-Nhiệt lượng: số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng. U  Q

-Biểu thức: Q m.c t   Qtỏa =  Qthu

Trong đó: Q – là nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J)

2.10 5

P (Pa)

Hình 1

- Biểu thức: Ap V  U

Trong đó: p Áp suất của khí   N m2

V  Độ biến thiên thể tích (m3) -Cách đổi đơn vị áp suất: +1 2

m

N = 1 pa (Paxcan) ; +1 atm = 1,013.105 pa + 1 at = 0,981.105 pa; +1 mmHg = 133 pa = 1 tor + 1 HP = 746 w

2 Các nguyên lí của nhiệt động lực học

-Nguyên lí một: Nhiệt động lực học : Biểu thức: U AQ

-Các quy ước về dấu: Q 0: Hệ nhận nhiệt lượng; Q< 0 : Hệ truyền nhiệt lượng

A > 0 : Hệ nhận công ; A < 0 : Hện thực hiện công

II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

CHỦ ĐỀ 1: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG

1 Phương pháp giải bài toán về sự truyền nhiệt giữa các vật

+ Xác định nhiệt lượng toả ra, thu vào của các vật trong quá trình truyền nhiệt thông qua biểu thức:

Q = mct

+Viết phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu

+ Xác định các đại lượng theo yêu cầu của bài toán

Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức:t = t s – t t thì Qtoả = - Qthu

+ Nếu ta chỉ xét về độ lớn của nhiệt lượng toả ra hay thu vào thì Qtoả = Qthu, trong trường hợp này,đối với vật thu nhiệt thì t = ts - tt còn đối với vật toả nhiệt thì t = tt – ts

Giải: Gọi t là nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt.

Nhiệt lượng của sắt toả ra khi cân bằng:Q1 = mscs(75 – t) = 92(75 – t) (J)

Nhiệt lượng của nhôm và nước thu vào khi cân bằng nhiệt:

ra môi trường xung quanh và biết nhiệt dung riêng của đồng thau là 128J/kgK và của nước là 4180J/kgK

Giải : Nhiệt lượng toả ra của miếng kim loại khi cân bằng nhiệt là:

Q1 = mkck(100 – 21,5) = 15,072ck (J)Nhiệt lượng thu vào của đồng thau và nước khi cân bằng nhiệt là:

Q2 = mđcđ(21,5 – 8,4) = 214,6304 (J)

Q3 = mncn(21,5 – 8,4) =11499,18 (J)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu

15,072ck = 214,6304 + 11499,18 Giải ra ta được ck = 777,2J/kgK

Bài 3 : Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105 Kg được nung nóng tới 142oC vào một cốc nước ở

20oC Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 42oC Tính khối lượng nước trong cốc Biết nhiệt dung riêngcủa nhôm là 880 J/Kg.K và của nước là 4200 J/Kg.K

Giải : Gọi t là nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt

Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra là: Q1 = m1.c1.(t2 – t)

Nhiệt lượng do nước thu vào là Q2 = m2.c2.(t – t1)

Theo phương trỡnh cõn bằng nhiệt, ta cú:Q1 = Q2 m1.c1.(t2 – t) = m2.c2.(t – t1)

CHỦ ĐỀ 2: CÁC NGUYấN Lí CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

1 Cỏc dạng bài tập và phương phỏp giải

Dạng 1: Tớnh toỏn cỏc đại lượng liờn quan đến cụng, nhiệt và độ biến thiờn nội năng

Áp dụng nguyờn lý I: U = A + Q

Trong đó:  U: biến thiên nội năng (J)

A: công (J)+Qui ớc:

+  U  0 nội năng tăng,  U  0 nội năng giảm

- Cụng gión nở trong quỏ trỡnh đẳng ỏp: A p V( 2 V1) p V

p ằh ng số : áp suất của khối khí.

  ( nếu bài toỏn khụng cho V2)

Đơn vị thể tích V (m3), đơn vị của áp suất p (N/m2) hoặc (Pa) 1Pa1 N2

Bài 1: một bỡnh kớn chứa 2g khớ lý tưởng ở 200C được đun núng đẳng tớch để ỏp suất khớ tăng lờn 2 lần

a Tớnh nhiệt độ của khớ sau khi đun

b Tớnh độ biến thiờn nội năng của khối khớ, cho biết nhiệt dung riờng đẳng tớch khớ là 12,3.10 J/kg.K3

b Theo nguyờn lý I thỡ: U = A + Q

do đõy là quỏ trỡnh đẳng tớch nờn A = 0, Vậy U = Q = mc (t2 – t1) = 7208J

Bài 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: