chuyen de HSG nhiet hoc

quá trình ấy trên hệ toạ độ V-T và xác định nhiệt độ cực đại của khối khí trong quá trình đó. C©u2 :(2,5 điểm)[r]

Trang 1

Trường THPT Trần Văn Kỷ - Thừa Thiên Huế

Chuyên Đề nhiệt học

CÂU 6 (4,0 điểm)

Một mol khí lí tưởng thực hiện quá trình dãn nở từ

trạng thái 1 (P0, V0) đến trạng thái 2 (P0 /2, 2V0) có đồ thị

trên hệ toạ độ P-V như hình 4

1- Lập phương trình mô tả mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt

đối T và áp suất P

2- Biểu diễn quá trình trên trong hệ toạ độ T-P và tính nhiệt

độ cực đại của khối khí trong quá trình đó

1

2 P

V

P

P / 2

0

Hình 4

Trang 2

P (at)

V (l)

(2)

(3)

(1)

1

2

2 4

0

Câu 5 (4 điểm): Một mol khí lý tưởng thực hiện chu trình theo hình vẽ bên:

Tìm nhiệt độ cực đại mol khí đạt được trong một chu trình

Câu 2 (Nhiệt) (3 điểm)

Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử ở điều kiện bình thường chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) theo hai quá trình: 1  3  2 và 1  4 2 (như đồ thị bên)

1

2

4

P

P0 2P0

Trang 3

Tìm tỷ số của nhiệt lượng cần thiết truyền cho chất khí trong hai quá trình này

Bài 4 (Nhiệt học)

Một pittông khối lượng m, giam một mol khí lí tưởng trong một xi lanh (hình vẽ)

Pittông và xi lanh đều cách nhiệt, pittông được treo bằng sợi dây mảnh ban đầu cách

đáy xi lanh một khoảng h Khí trong xi lanh lúc đầu có áp suất bằng áp suất khí quyển

p0, nhiệt độ T0 Phải cung cấp cho khí một nhiệt lượng bao nhiêu để nâng pit tông lên vị

trí cách đáy một khoảng 2h Biết nội năng của một mol khí là U = C.T (C là hằng số), gia

tốc trọng trường là g Bỏ qua mọi ma sát

Câu 2 (3 điểm ): Nhiệt

Một mol chất khí lí tưởng thực hiện chu trình biến đổi sau đây: từ trạng thái 1 với áp suất p1 = 105 Pa, Nhiệt độ

T1 = 600K, giãn nở đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có p2 = 2,5 104 Pa, rồi bị nén đẳng áp đến trạng thái 3 có T3

= 300K rồi bị nén đẳng nhiệt đến trạng thái 4 và trở lại trạng thái 1 bằng quá trình đẳng tích

a) Tính các thể tích V1, V2 , V3 và áp suất p4 Vẽ đồ thị chu trình trong tọa độ p,V (Trục hoành V, trục tung p) b) Chất khí nhận hay sinh bao nhiêu công, nhận hay tỏa bao nhiêu nhiệt lượng trong mỗi quá trình và trong cả chu trình?

Cho biết: R = 8,31 J/mol.K ; nhiệt dung mol đẳng tích C V=5 R

2 ; công 1 mol khí sinh trong quá trình giãn nở

đẳng nhiệt từ thể tích V1 đến thể tích V2 là: A =R.T.Ln( V2

Câu 6: (5 điểm) Một mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo chu trình a-b-c-d-a được mô tả trên giản

đồ bên Nhiệt độ của khí ở trạng thái a và c là bằng nhau và bằng T Nhiệt dung mol đẳng tích và đẳng áp của

khí lần lượt là v

3

C = R

5

C = R

2 ; R là hằng số chất khí.

1

0

V V0 2V0

h

Trang 4

Trường THPT Trần Văn Kỷ - Thừa Thiờn Huế

a Chứng minh rằng T2 = Td Tb, với Td và Tb là nhiệt độ của khớ ở trạng thỏi d và b

b Cho biết T= 300K; Tb = 500K Tớnh hiệu suất của chu trỡnh trờn

Cõu 2 : 3 điểm

Một mol khớ thực hiện quỏ trỡnh biểu diễn bằng đoạn thẳng 1-2 trờn đồ thị

p-V (hỡnh vẽ) Cỏc giỏ trị p1, V1 và p2, V2 đó biết

1- Tỡm định luật biến thiờn của nhiệt độ T theo thể tớch V

2- Tớnh nhiệt độ cực đại trong quỏ trỡnh; tỡm điều kiện để cú cực đại thực

(T tăng rồi giảm)

Bài 5: 2,5 điểm

Trờn giản đồ PV đối với một khối khớ lý tưởng nào đú, gồm hai quỏ trỡnh đẳng nhiệt cắt hai quỏ trỡnh đẳng ỏp

tại cỏc điểm 1, 2, 3, 4 (Hỡnh vẽ H3)

Hóy xỏc định tỉ số nhiệt độ

3

1

T

T của chất khớ tại cỏc trạng

thỏi 3 và 1, nếu biết tỉ số thể tớch

3

1

V

V  Cho thể tớch khớ tại

cỏc trạng thỏi 2 và 4 bằng nhau Áp dụng với  = 4

Bài II: Nhiệt học

Cho một mol khí lí tởng đơn nguyên tử biến đổi theo một chu trình thuận nghịch đợc biểu diễn trên đồ thị nh hình 3; trong đó đoạn thẳng 1- 2 có đờng kéo dài đi qua gốc toạ độ và quá trình 2 - 3 là đoạn nhiệt Biết :

T1= 300K; p2 = 3p1; V4 = 4V1

1 Tính các nhiệt độ T2, T3, T4

2 Tính hiệu suất của chu trình.

3 Chứng minh rằng trong quá trình 1-2 nhiệt dung của khí là hằng số.

p2 p1

p

1 2

O P

V

1 2

4 3

H3

Trang 5

2 Câu II: ( 4,0 điểm)

a) Một lượng khí lí tưởng liên tiếp thực hiện 4 quá trình được biểu diễn trên đồ thị p - T như hình

vẽ p

- Nêu tên các quá trình 1 - 2 - 3 -4 ? p 2 2 3

- So sánh các V 1 , V 2 , V 3 , V 4 ?

p 1

1 4

O T 1 T 2 T

Bài 2: (3,5 điểm)

Trên hình vẽ biểu diễn một chu trình biến đổi trạng thái của n mol khí lý tưởng Chu

trình bao gồm hai đoạn thẳng biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V và

3 V p

Trang 6

một đường đẳng áp Trên đường đẳng áp 1-2, sau khi thực hiện một công A thì nhiệt độ

của nó tăng 4 lần Nhiệt độ ở các trạng thái 1 và 3 bằng nhau Các điểm 2 và 3 nằm trên

đường thẳng đi qua gốc tọa độ Hãy xác định nhiệt độ của khí ở trạng thái 1 và công mà

khí thực hiện trong chu trình

Câu 3: (3,5 điểm)

Một mol khí lí tưởng thực hiện quá trình giãn nở từ trạng thái 1 (P0, V0)

đến trạng thái 2 (P0/2, 2V0) có đồ thị trên hệ toạ độ P-V như hình vẽ Biểu diễn

1

2 P

V

P

P / 2

0

Trang 7

Trường THPT Trần Văn Kỷ - Thừa Thiờn Huế

quỏ trỡnh ấy trờn hệ toạ độ V-T và xỏc định nhiệt độ cực đại của khối khớ trong

quỏ trỡnh đú

Câu2:(2,5 điểm) Một mol khớ lớ tưởng thực hiện chu trỡnh 1-2-3-1 Trong đú, quỏ trỡnh 1 - 2 được biểu diễn

bởi phương trỡnh T = T1(2- bV)bV (với b là một hằng số dương và thể tích V2>V1) Qỳa trỡnh 2 - 3 có áp suất không đổi Qỳa trỡnh 3 - 1 biểu diễn bởi phương trỡnh : T= T1b2V2 Biết nhiệt độ ở trạng thỏi 1 và 2 là: T1 và 0,75T1 Hóy tớnh cụng mà khối khớ thực hiện trong chu trỡnh đú theo T1

Bài 5.(2đ) Cho 11,2lớt khớ O2 ở điều kiện tiờu chuẩn

1) Xỏc định mật độ phõn tử, khối lượng riờng của khớ trờn ở 270C, ỏp suất

1,2atm?

2) Cho lượng khớ trờn thực hiện một chu trỡnh biến đổi

trạng thỏi được mụ tả bởi hỡnh sau Trong đú trạng thỏi (1)

cú nhiệt độ t1 =-230C, trạng thỏi (2) và (4) cựng nằm trờn

đường đẳng nhiệt t, trạng thỏi (3) cú nhiệt độ t3 = 870C

Tớnh cụng chất khớ thực hiện trong mỗi quỏ trỡnh và nhiệt lượng mà khớ trao đổi với bờn ngoài trong cả chu trỡnh?

Cõu 6: Một mỏy nhiệt hoạt động theo chu trỡnh p

1-2-3-4-2-5-1 biểu diễn trờn giản đồ p-V (hỡnh vẽ 6) 3

Cỏc điểm 1,2,3 nằm trờn một đường thẳng đi qua

gốc tọa độ của giản đồ Điểm 2 là trung điểm của đoạn 1-3 2 4

nhiệt độ cực đại của một mol khớ lớ tưởng đơn nguyờn tử

thực hiện chu trỡnh này lớn hơn nhiệt độ cực tiểu 1 5

của nú n lần Tớnh hiệu suất của mỏy nhiệt

0 V

Bài 4: (4 điểm)

Một mol khớ lớ tưởng thực hiện quỏ trỡnh gión nở từ

trạng thỏi 1 (P0, V0) đến trạng thỏi 2 (P0 /2, 2V0) cú đồ thị

trờn hệ toạ độ P-V như hỡnh vẽ (3)

1> Lập phương trỡnh mụ tả mối liờn hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối T

và ỏp suất P

2> Biểu diễn quỏ trỡnh trờn trong hệ hệ toạ độ T-P và xỏc định nhiệt

độ cực đại của khối khớ trong quỏ trỡnh đú

Bài 2 ( 3 điểm)

Khi xõy dựng lý thuyết động học của chất khớ, Clausiut đó đưa vào phương trỡnh trạng thỏi của 1 mol khớ

lý tưởng một số hạng bổ chớnh b cú ý nghĩa là thể tớch riờng của cỏc phõn tử khớ:

O

V V3

V1 p1

p2 p

(1)

1

2 P

V

P

P / 2

0

Hỡnh(3)

Trang 8

p(V-b) = RT Quá trình 1-2 mô tả trên hình 2 được tiến hành ban đầu với 1 mol khí lý tưởng và sau đó được

thực hiện với 1 mol khí Clausiut Hãy tìm hiệu T của nhiệt độ cực đại của hai khí trong các thí nghiệm trên, đồng thời chỉ rõ nhiệt độ cực đại của khí nào lớn hơn

Cho P0 = 1,51.106 Pa; b = 44cm3/mol và b<< V0 ; R = 8,31 (J/mol.K)

Bài 4 (4 điểm) : Một lượng khí lý tưởng có thể tích 10 lít, nhiệt độ 27 0C, áp suất 1 atm biến đổi qua hai quá trình :

* Quá trình (1) : đẳng tích, áp suất tăng gấp 2

* Quá trình (2) : đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít

a/ Tìm nhiệt độ sau cùng của lượng khí trên

b/ Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của lượng khí trên trong các hệ tọa độ (p,V);

(V,T) và (p,T)

Bài 2 (5 điểm)

Một mol khí hêli bị nén đẳng áp bởi quá trình 1 - 2 sao cho T1 = 8T2

Sau đó khí dãn nở bởi quá trình 2 - 3 sao cho V3 = V1 Cho biết T1 =

16T3 và công sinh ra trong quá trình nén lớn gấp 14/ 3 lần công sinh

ra trong quá trình dãn

1, Tính theo T1 nhiệt lượng khí trao đổi với môi trường ngoài trong

quá trình 2 - 3

2 Nếu giả sử nhiệt dung của khí trong quá trình 2 - 3 là không đổi

thì nhiệt dung đó là bao nhiêu?

Bài 5 : Một lượng khí lí tưởng đơn nguyên tử chuyển từ

trạng thái 1 sang trạng thái 3 theo 2 cách : theo quá trình 1-a-3

là 1 phần của đường parabol đi qua gốc tọa độ, hoặc theo

quá trình 1-2-3 Tìm nhiệt lượng khí nhận được trong quá

trình1-a-3 biết nhiệt lượng khí nhận được trong quá

trình 1-2-3 là Q T1, T3 đã biết

P 0

V 0 O

P

V

1 2

H ì n h 2

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	6,27 MB