TUYỂN TẬP BÀI TẬP VẬT LÝ CƠ - NHIỆT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ TUYỂN TẬP BÀI TẬP VẬT LÝ CƠ - NHIỆT ÁP DỤNG CHO SINH VIÊN KHOÁ 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT LƯU HÀNH NỘI BỘ Đà Nẵng, 08/2020 Phần I: CƠ HỌC Chương 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM (Khơng có tập) Chương 2: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (2 tiết) I CÁC CÔNG THỨC GHI NHỚ: d ⃗p → =F dt Định luật Niutơn thứ hai: → * Trường hợp khối lượng không đổi: → → m a=F ; a vectơ gia tốc chất điểm Trọng lực tác dụng lên vật có khối lượng m: → → P=m g Lực hướng tâm: Fn =m v R (R bán kính cong quĩ đạo) Định lí động lượng: → → → t2 → Δ p =p 2− p1 =∫ F dt t1 Lực ma sát trượt có độ lớn: f ms=kN k hệ số ma sát, N độ lớn phản lực pháp tuyến Định lí mơmen động lượng: Đối với chất điểm: → dL → =μ dt ⃗ L=⃗r × ⃗p mômen động lượng chất điểm ⃗μ=⃗r × ⃗ F mômen lực ⃗ F gốc O d → → ( I ω )=μ dt với I =mr mơmen qn tính chất điểm trục quay qua O Định luật II Niutơn hệ qui chiếu chuyển động (tịnh tiến) → → → m a' =F + F qt → ⃗F =−m A , A→ với qt gia tốc tịnh tiến hệ qui chiếu chuyển động II BÀI TẬP Bài Một vật đặt mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng nằm ngang góc  = 300 a Xác định giới hạn hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng để vật tự trượt mặt phẳng nghiêng b Nếu hệ số ma sát √3 gia tốc vật bao nhiêu? c Trong điều kiện câu hỏi (b), giả sử vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 100m Tính vận tốc vật đến chân mặt phẳng nghiêng Bài Một tàu điện, sau xuất phát chuyển động với gia tốc không đổi a=0,5 m/s2 12 giây sau bắt đầu chuyển động, người ta tắt động tàu điện tàu chuyển động chậm dần dừng hẳn Trên toàn quãng đường, hệ số ma sát k =0,01 Tìm: a) Vận tốc lớn tàu b) Gia tốc tàu giai đoạn chuyển động chậm dần c) Thời gian kể từ lúc tàu xuất phát tàu dừng hẳn d) Tổng quãng đường mà tàu Bài Một người di chuyển xe với vận tốc không đổi Lúc đầu, người kéo xe phía trước, sau người đẩy xe từ phía sau Trong hai trường hợp, xe hợp với mặt phẳng nằm ngang góc α Hỏi trường hợp người phải đặt lên xe lực lớn hơn? Biết trọng lượng xe P, hệ số ma sát bánh xe với mặt đường k Bài Hai vật có khối lượng M = 0,8kg m = 0,7kg nối với nhờ dây không co dãn vắt qua rịng rọc có khối lượng khơng đáng kế Vật m chuyển động theo phương thẳng đứng, vật M trượt không ma sát mặt phẳng nghiêng góc  = 300 so với mặt phẳng ngang Tính gia tốc hệ sức căng dây Bài a Một viên đạn khối lượng m = 10g chuyển động nòng súng thời gian t1 = 0,001 giây đạt vận tốc v0 = 200 m/s đầu nòng súng Tìm lực đẩy trung bình thuốc súng lên đầu đạn b Với vận tốc đầu nòng trên, viên đạn đập vào gỗ xuyên sâu vào gỗ đoạn l Biết thời gian chuyển động đạn gỗ t2 ¿ ×10−4 giây Xác định lực cản trung bình gỗ lên viên đạn độ dài đường đạn gỗ ĐS: a) F 1= | | ∆ p2 ∆ p1 =5 10 N ; l=v ∆ t + a ∆t 2=0,04 m =2.103 N ; b) F 2= ∆ t1 ∆ t2 Bài Một thang máy khởi hành không vận tốc đầu từ độ cao h=100m - Trong 20m đầu, thang máy chuyển động nhanh dần đạt vận tốc v=2m/s - Kế thang máy có chuyển động quãng đường 70 m - Sau thang máy chuyển động chậm dần đến mặt đất với vận tốc triệt tiêu Cho g=10 m/s2 a) Tính gia tốc thang máy giai đoạn chuyển động b) Một vật khối lượng m=2 kg treo vào đầu lực kế lò xo gắn vào trần thang máy Xác định độ lực kế giai đoạn c) Xác định trọng lượng biểu kiến người nặng 60 kg đứng thang máy Bài Một khối kg đứng yên đỉnh mặt nghiêng 30° bắt đầu trượt xuống mặt nghiêng đoạn m 1,5 s Tìm (a) độ lớn gia tốc khối, (b) lực ma sát tác dụng lên khối, (c) hệ số ma sát trượt khối bề mặt mặt nghiêng, (d) tốc độ khối sau trượt m Đáp số: (a) a = 1.78 m/s2, (b) f = 9.37 N, (c) µk = 0.368, (d) vf = 2.67 m/s - Chương 3: ĐỘNG LỰC HỌC HỆ CHẤT ĐIỂM VÀ VẬT RẮN (3 tiết) I CÁC CÔNG THỨC GHI NHỚ: Khối tâm hệ chất điểm: Vector vị trí khối tâm: rG = ⃗ với m=∑ m i i ∑ mi r⃗i i m = tổng khối lượng hệ Tọa độ khối tâm theo hệ trục tọa độ Descartes: XG= Y G= ZG = ∑ mi x i i m ∑ mi y i i m ∑ mi z i i m Phương trình chuyển động khối tâm: m⃗ aG =∑ ⃗ Fi i với a⃗G tốc chuyển động khối tâm Động lượng hệ: ⃗ K =∑ m i ⃗vi =m⃗ vG i=1 Đối với hệ cô lập: v G =const ∑ ⃗F i=0 ⇒ ∑ mi ⃗v i =const → ⃗ i i nghĩa vận tốc chất điểm hệ lập thay đổi vận tốc khối tâm không đổi Định lí mơmen động lượng hệ: ⃗ với L=∑ ⃗r i × ⃗p i mômen động lượng hệ chất điểm i ⃗μ=∑ ⃗r i × ⃗ Fi tổng mơmen ngoại lực tác dụng i Mơmen qn tính: a) Của chất điểm khối lượng mi trục quay: I =mi r i với r i khoảng cách từ chất điểm tới trục quay b) Của vật rắn trục quay: I =∑ Δmi r 2i =∫ r dm i vat với r khoảng cách từ phần tử khối lượng dm vật rắn tới trục quay c) Của mảnh khối lượng m, chiều dài L, - trục quay vng góc với qua khối tâm thanh: I= mL 12 - trục quay vng góc qua đầu thanh: I= m L d) Của đĩa tròn trụ đặc đồng chất khối lượng m, bán kính R trục đĩa: mR I= e) Của vành tròn trụ rỗng đồng chất khối lượng m, bán kính R trục nó: I=mR f) Của khối cầu đặc đồng chất khối lượng m, bán kính R, trục qua tâm nó: I= mR g) Của hình cầu rỗng đồng chất khối lượng m, bán kính R, trục qua tâm nó: I= mR h) Định lý Huygens-Steiner I ∆ ' =I ∆ +m d 2∆ ∆ ' với điều kiện ∆ ' / ¿ ∆ m khối lượng vật rắn, d ∆ ∆ khoảng cách hai trục quay Δ ∆ ' ' Phương trình chuyển động quay: → → M β= I Định luật bảo tồn mơmen động lượng hệ cô lập: Khi ⃗μ=0 ta có: ⃗ L=∑ ⃗r i × ⃗p i=⃗ const i dạng khác: const ∑ ( I i ωi ) =⃗ → i I i =mi r i đó: Đối với hệ vật rắn chuyển động quay: I ω ⃗ =⃗ const … số theo thời gian ω 1=I ⃗ ω 2=… hay I ⃗ số 1,2, II BÀI TẬP Bài Cho đồng chất có dạng hình bên, có khối lượng M Tìm tọa độ khối tâm vật (Gợi ý: chia đồng chất thành hình vng, hình vng có khối tâm tâm Áp dụng cơng thức tính khối tâm cho hệ chất điểm) ĐS: x cm =11,7 cm; y cm =13,3 cm Bài Cho chất điểm m =m =3 kg, m =m =4 kg, gắn 4 đỉnh hình vng cạnh 2.0 m hình vẽ Các chất điểm nối với khối lượng khơng đáng kể Tính momen quán tính hệ trục quay qua m2 vng góc với mặt phẳng chứa chất điểm ĐS: I t=56 kg ∙m Bài Một vơ lăng hình đĩa trịn có khối lượng m = 5kg, bán kính r = 20cm quay xung quanh trục với vận tốc n = 480 vịng/phút Tác dụng mơmen hãm lên vơ lăng Tìm mơmen hãm lực hãm hai trường hợp: a) Vô lăng dừng lại sau hãm 50 giây b) Vô lăng dừng lại sau quay thêm N = 20 vòng ĐS: a) μ=−0,1 Nm , F=−0,5 N ; b) μ=−1 Nm , F=−5 N Bài Hai vật có khối lượng m1 = kg m2 = 0,8 kg nối với nhờ dây có khối lượng khơng đáng kể, vắt qua rịng rọc có dạng đĩa trịn khối lượng m = 0,5 kg Vật m1 trượt không ma sát mặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang góc  = 300 a) Vẽ hình biểu diễn lực tác dụng lên vật b) Tính gia tốc hệ lực căng dây (m2−m1 sin α ) g a= T 1=6,46 N T 2=6,83 N m1 +m + m ĐS: a) = 1,46 m/s2; b) ; ( ) Bài Một người đứng ghế Giucôpxki cho phương trọng lực tác dụng lên người trùng với trục quay ghế Hai tay người dang cầm hai tạ, có khối lượng 2kg Khoảng cách hai tạ 1,6m Cho hệ người + ghế quay với vận tốc góc khơng đổi 0,5 vịng/s Hỏi vận tốc góc ghế người người co hai tay lại để khoảng cách hai tạ cịn 0,6m Cho biết mơmen qn tính người + ghế (không kể tạ) 2,5kg.m2 ĐS: 2 = 5,5 rad/s Bài Trên trụ rỗng khối lượng m = 1kg, người ta cuộn sợi dây khơng giãn có khối lượng đường kính nhỏ không đáng kể Đầu tự dây gắn giá cố định Để trụ rơi tác dụng trọng lực Tìm gia tốc trụ sức căng dây treo ĐS: a = m/s2 ; T = N Bài Hai vật có khối lượng m m2 (m1> m2), nối với sợi dây vắt qua rịng rọc có dạng đĩa trịn bán kính R với khối lượng m hình bên Bỏ qua ma sát, tìm: a) Gia tốc vật b) Sức căng T1 T2 dây treo c) Áp dụng số: m1 = 2kg, m2 = 1kg, m = 1kg để tính đại lượng câu a b ĐS: c) a = 2,9 m/s2; T1 = 14,2 N, T2 = 12,9 N Bài Một hình trụ đặc có bán kính R = 60 cm, khối lượng M = 28 kg quay quanh trục đối xứng nằm ngang Một dây quấn vào hình trụ, đầu dây mang vật A khối lượng m = kg Bỏ qua khối lượng dây ma sát trục Thả khối A hệ chuyển động tự a) Tìm gia tốc góc hình trụ lực căng dây b) Khi khối A m người ta cắt đứt sợi dây Tìm lực cản F phải tiếp xúc với hình trụ kể từ lúc cắt dây, để sau s hình trụ ngừng quay rad ĐS: a)  = s ; T = 42 N; b) Fc = -16,8 N Bài Tổng hợp lực tác dụng lên bánh đà lực ma sát gây momen lực 36,0 Nm, làm cho quay xung quanh trục cố định Lực tác dụng thời gian 6,0 s làm cho vận tốc góc bánh đà tăng từ đến 10,0 rad/s Sau ngừng tác dụng lực bánh đà dừng lại sau quay thêm 60,0 s Tính: a) Momen quán tính bánh đà b) Độ lớn momen lực ma sát c) Tổng số vòng bánh đà quay thời gian 66,0 s ĐS: a) I=21,6 kgm2; b) μms=3,6 Nm ; c) n=52,5 vòng Chương 4: CÔNG VÀ CƠ NĂNG (3 tiết) I CÁC CÔNG THỨC GHI NHỚ: F: Công tổng hợp lực ∑ ⃗ ∑ A= Aext =∫ (∑ ⃗F ) ⋅d r⃗ =∫ (∑ F r ) ⋅ d r F lên phương vector d ⃗r với ∑ F r hình chiếu tổng hợp lực ∑ ⃗ F không đổi, chuyển dời thẳng: Trong trường hợp tổng hợp lực ∑ ⃗ A=⃗ F Δ r⃗ =FΔr cos θ F phương chuyển dời Δ ⃗r với θ góc hợp ∑ ⃗ Cơng suất lực (hay máy): P= dA =∑ ⃗ F ⋅ ⃗v dt với ⃗v vector vận tốc điểm đặt tổng hợp lực Động chất điểm: W đ = mv 1 2 Định lý động năng: Aext = m v2 − m v1 =W đ 2−W đ 2 Vận tốc hai cầu sau va chạm: - Va chạm mềm: ⃗v f = m1 ⃗v i+ m2 ⃗v i m 1+ m2 - Va chạm đàn hồi: v1 f = v2f = ( ( ) ( ) ( ) ) m1−m2 m2 v1 i + v m1+ m2 m1 +m2 i 2m1 m −m1 v1 i + v m1 +m2 m +m2 i với v1 i , v i v1 f , v f vận tốc lúc đầu lúc sau vật khối lượng m1 m2 Thế chất điểm trọng trường đều: W t =mgh với h độ cao chất điểm (so với gốc năng) Công lực trọng trường: A=W t 1−W t Định luật bảo toàn năng: Điều kiện: hệ chịu tác dụng trọng lực W =mgh+ mv 2=const Công lực chuyển động quay: Aext =∫ μ ⋅ d θ μ mơmen lực Cơng suất chuyển động quay: P= dA =μω dt Động vật rắn quay: W đ = I ω Định lý động chuyển động quay vật rắn xung quanh trục: 1 2 Aext = I ω2− I ω1=W đ 2−W đ 2 10 Động toàn phần vật rắn lăn không trượt: 2 W đ = mv + I ω 2 với ω=v /R II BÀI TẬP: Bài 1: Một xe khối lượng 20 chuyển động chậm dần tác dụng lực ma sát F ms=6000 N Sau thời gian xe dừng lại Vận tốc ban đầu xe 54km/h Tính: a) Cơng lực ma sát b) Quãng đường mà xe kể từ lúc có lực ma sát tác dụng xe dừng hẳn ĐS: a) 2,25.10-6 J b) 375 m Bài 2: Một viên đạn khối lượng m=100 g bắn từ súng có nịng dài 0,6m Chọn gốc toạ độ vị trí viên đạn bắt đầu chuyển động Lực tác dụng (theo đơn vị N) thuốc súng lên viên đạn tính theo biểu thức F=15000+10000 x−25000 x 2, x tọa độ dọc theo nịng súng viên đạn có đơn vị mét Xác định: a) Công thuốc súng tác dụng lên viên đạn viên đạn di chuyển nịng súng b) Giả sử tồn cơng chuyển thành động viên đạn Tính vận tốc viên đạn sau khỏi nòng súng ĐS: a) 9,0 kJ; b) 424,3 m/s Bài 3: Một xe chuyển động không vận tốc đầu từ đỉnh dốc phẳng DC có độ cao h (như hình vẽ bên), xuống chân dốc C, dừng lại sau thêm đoạn nằm ngang CB Cho AB = s, AC = l , hệ số ma sát xe mặt đường đoạn DC CB Tính: a) Hệ số ma sát xe mặt đường b) Gia tốc xe đoạn đường DC CB ĐS: a) k =h/ s; b) a DC =g l 1− ) , a ( s √h +l h 2 = CB −gh s Bài 4: Hai cầu treo đầu hai sợi dây song song dài Hai đầu sợi dây buộc vào giá cho cầu tiếp xúc với tâm chúng nằm đường nằm ngang (hình vẽ) Khối lượng cầu m1=200 g m2=100 g Quả cầu thứ nâng lên độ cao h=4,5 cm thả xuống Hỏi sau va chạm, cầu nâng lên độ cao nếu: a) Va chạm hoàn toàn đàn hồi b) Va chạm mềm ĐS: a) h'1 =0,5cm; h'2 =8cm; b) h' =2cm Bài 5: Một cột đồng chất có chiều cao h=5 m, vị trí thẳng đứng bị đổ xuống Xác định: a) Vận tốc dài đỉnh cột chạm đất b) Vị trí điểm M cột có độ cao h ’ cho M chạm đất vận tốc vận tốc chạm đất vật thả rơi tự từ độ cao h ’ ĐS: a) ; b) h ’ = 3,33m Bài 6: Trên mặt phẳng nghiêng, người ta cho vật có hình dạng khác lăn không trượt không vận tốc đầu từ độ cao h Tìm so sánh vận tốc dài vật cuối mặt phẳng nghiêng nếu: a) Vật có dạng cầu đặc b) Vật đĩa tròn c) Vật vành tròn d) Áp dụng: cho h=0,5 m, tính vận tốc vật ĐS: a) vc = 2,65 m/s; b) vđ = 2,56 m/s; c) vv = 2,21m/s Bài 7: Một vật nhỏ khối lượng 0,2 kg thả không vận tốc đầu từ điểm A rãnh phần tư đường trịn có bán kính 1,6 m Khi vật rơi đến điểm B, có vận tốc 4,8 m/s Từ điểm B, tiếp tục trượt mặt phẳng nằm ngang dừng lại điểm C cách B 3,0 m Tính: a) Hệ số ma sát đoạn đường BC b) Thời gian vật chuyển động từ B đến C c) Công lực ma sát đoạn đường AB ĐS: a) k =0,392; c) Ams =−0,83 J Bài 8: Một vật khối lượng m (xem chất điểm) trượt không ma sát từ đỉnh bán cầu bán kính R = 90 cm xuống (hình vẽ) Hãy xác định: a) độ cao vật so với tâm bán cầu bắt đầu rời khỏi bán cầu b) vận tốc vật lúc bắt đầu khỏi bán cầu ĐS: a) h=60 cm; b) v=√ g ( R−h )=2,4 m/s Bài 9: Một khối gỗ có khối lượng M = kg nằm mép bàn cao h = m so với mặt đất Một cục đất sét có khối lượng m = 100 g, có tốc độ 24 m/s bay theo phương nằm ngang vng góc với cạnh bàn đến va chạm gắn vào khối gỗ Sau va chạm, hệ rời khỏi bàn rơi xuống đất Tính khoảng cách d từ vị trí rơi hệ mặt đất đến mép bàn (theo phương ngang, hình bên) 10 Phần I: NHIỆT HỌC Chương 1: THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ (Khơng có tập) Chương 2: NGUYÊN LÝ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I CÁC CÔNG THỨC CẦN GHI NHỚ A Các định luật thực nghiệm chất khí Định luật Boyle-Mariotte cho q trình đẳng nhiệt: pV = const p V áp suất thể tích khối khí Định luật Gay-Lussac cho q trình đẳng áp: V = V0(1 + t) = V0T hay V/T = const Định luật Charles cho q trình đẳng tích: P = p0(1+t) = p0T hay P/T = const V0 p0 thể tích áp suất khối khí 0C; V p thể tích áp suất khối khí t (0C) ứng với T (K), độ -1 hệ số giãn nở nhiệt chất khí Phương trình trạng thái khí lý tưởng (phương trình Mendeleep – Claperon): a Phương trình trạng thái cho Kmol khí: PV = RT b Phương trình trạng thái cho khối khí bất kỳ: p, V T áp suất, thể tích nhiệt độ khối khí có khối lượng m,  khối lượng kilômol khí đó; R số khí lý tưởng Trong hệ SI: Nội khối lượng riêng khí lý tưởng a Nội khối khí lý tưởng khối lượng m: b Khối lượng riêng khối khí lý tưởng khối lượng m: B Nguyên lý thứ nhiệt động học hệ Nguyên lý thứ nhiệt động học U = A + Q Nó viết dạng vi phân: dU = A + Q 11 đó: dU độ biến thiên nội hệ, A = -pdV công Q nhiệt lượng mà hệ nhận suốt trình biến đổi Độ biến thiên nội khí lý tưởng Cơng mà khối khí nhận q trình biến đổi đẳng nhiệt: Nhiệt dung riêng chất: - Nhiệt dung phân tử chất: m khối lượng hệ C = c, với  khối lượng mol chất - Nhiệt dung phân tử đẳng tích nhiệt dung phân tử đẳng áp chất khí ; - Hệ số Poisson: Phương trình trình đoạn nhiệt: pV = const hoặc: TV-1 = const Công mà khối khí nhận q trình đoạn nhiệt: Hoặc: hoặc: Trong p1 V1 áp suất thể tích khối khí nhiệt độ T 1; p2 V2 áp suất thể tích khối khí nhiệt độ T2 II BÀI TẬP Bài 6,5 gam Hydro nhiệt độ 270C, nhận nhiệt nên thể tích giản nở gấp đơi, điều kiện áp suất khơng đổi Tính : a Cơng mà khí sinh b Độ biến thiên nội khối khí c Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí Bài 10 gam khí Oxy nhiệt độ 100C, áp suất 3.105 N/m2 Sau hơ nóng đẳng áp, thể tích khí tăng đến 10 lít Tìm: a Nhiệt lượng mà khối khí nhận b Nội khối khí trước sau hơ nóng 12 Bài Cho khí lý tưởng đơn ngun tử tích lít áp suất atm nhiệt độ 300 K (A) Khí thực q trình biến đổi đẳng tích đến áp suất atm (B), sau giãn đẳng nhiệt áp suất atm (C) Cuối cùng, khí làm lạnh đẳng áp đến thể tích ban đầu (A) Tính: a Nhiệt độ B C b Nhiệt hệ nhận công khối khí thực chu trình Bài Một mol khí lý tưởng lưỡng nguyên tử thực biến đổi sau: từ trạng thái (1) với áp suất P1; thể tích V1 nhiệt độ T1 = 27oC khí giãn đẳng nhiệt đến trạng thái (2) tích V2 = 2V1 Sau đó, khí lý tưởng tăng áp đẳng tích đến trạng thái (3) có P3 = 2P1 a Vẽ đồ thị biến đổi giản đồ (P,V) b Tính tồn q trình: Nhiệt mà khối khí nhận cơng khối khí sinh Bài Một chất khí lưỡng ngun tử tích V1 = 0,5lít, áp suất p1 = 0,5 atm Nó bị nén đoạn nhiệt tới thể tích V2 áp suất p2 Sau người ta giữ nguyên thể tích V2 làm lạnh đến nhiệt độ ban đầu Khi áp suất khí p0 = 1atm a Vẽ đồ thị q trình b Tìm thể tích V2 áp suất p2 Bài Một mol khí lưỡng nguyên tử thực chu trình (như minh họa hình bên) gồm trình đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ T 1=700 K , T 2=300 K ; trình đẳng tích ứng với thể tích V V 2=2 V a Chứng minh rằng: b Tính công nhiệt mà hệ trao đổi với môi trường độ biến thiên nội hệ trình - 13 Chương 3: NGUYÊN LÝ II CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I CÁC CÔNG THỨC CẦN GHI NHỚ Hiệu suất động nhiệt: Trong Q nhiệt mà tác nhân nhận nguồn nóng Q' nhiệt mà tác nhân nhả cho nguồn lạnh Hiệu suất chu trình Carnot: Hệ số làm lạnh máy làm lạnh: Trong A cơng tiêu tốn chu trình làm lạnh, Q nhiệt mà tác nhân nhận nguồn lạnh chu trình đó, Q' nhiệt mà tác nhân nhả cho nguồn nóng chu trình Đối với máy làm lạnh hoạt động theo chu trình Carnot: II BÀI TẬP Bài Một động nhiệt làm việc theo chu trình Cacnơ có cơng suất P = 73.600W Nhiệt độ nguồn nóng 1000C nhiệt độ nguồn lạnh 00C Tính: a Hiệu suất động b Nhiệt mà tác nhân thu từ nguồn nóng phút c Nhiệt mà tác nhân nhả cho nguồn lạnh phút Bài Một máy nước có cơng suất 14,7KW, tiêu thụ 8,1 kg than Năng suất tỏa nhiệt than 7800 kcal/kg Nhiệt độ nguồn nóng 200 0C, nhiệt độ nguồn lạnh 580C Tìm hiệu suất thực tế máy So sánh hiệu suất với hiệu suất lý tưởng máy nhiệt làm việc theo chu trình Carnot với nguồn nhiệt kể Bài Một máy làm lạnh làm việc theo chu trình Carnot nghịch, tiêu thụ cơng suất 36800W Nhiệt độ nguồn lạnh -100C, nhiệt độ nguồn sóng 170C Tính: a Hệ số làm lạnh máy b Nhiệt lượng lấy từ nguồn lạnh giây c Nhiệt lượng tỏa cho nguồn nóng giây Bài Một động nhiệt có nhiệt độ nguồn nóng 200 oC nhiệt độ nguồn lạnh 57oC Động nhận nhiệt lượng 45000 kJ có cơng suất 2,5 kW a Tính hiệu suất thực động b Giả sử động nhiệt hoạt động theo chu trình Carnot cơng suất tăng lên lần Bài Một máy nhiệt lý tưởng chạy theo chu trình Carnot thuận nghịch có nguồn nóng nhiệt độ 1270C nguồn lạnh 270C Máy nhận nhiệt lượng 63 kcal từ nguồn nóng s Tính: 14 a) Hiệu suất máy b) Nhiệt lượng tỏa cho nguồn lạnh giây c) Công suất máy Bài Tua bin nhà máy phát điện nguyên tử công suất 1000MW nhận nhiệt từ nguồn nhiệt độ 7270C thải nhiệt môi trường nhiệt độ 127 0C Giả thiết hiệu suất thực tế tua bin 50% hiệu suất chu trình Carnot Hãy tính: a) Hiệu suất thực tế chu trình tuabin b) Nhiệt nhà máy thải nguồn nước (sông) làm lạnh giây c) Nhiệt độ tăng nước sơng dịng chảy có lưu lượng 10 6kg/s Cho nhiệt dung riêng nước là: c = 4,19 kJ/kg độ Bài Động đốt hoạt động theo chu trình Otto hình vẽ: - O→A: hỗn hợp nhiên liệu khơng khí hút vào xi lanh, thể tích tăng từ V2 đến V1; - A→B: Nén đoạn nhiệt; - B→C: Đốt cháy nhiên liệu nhận lượng nhiệt Qh; - C→D:giãn đoạn nhiệt sinh công; - D→A→O: xả nhiệt liệu bị đốt cháy tỏa nhiệt Q cho mơi trường Hãy tính hiệu suất chu trình Otto theo nhiệt độ T A, TB, TC, TD hệ số nén r = V1/V2 15