Vật lý 12- chương trình GDPT 2018- kết nối tri thức Chương 1: Vật lý nhiệt Bài 1: Cấu trúc phân tử Bài 2: Nội năng
Trang 1CẤU TẠO CHẤT THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬI Cấu tạo chất
1 Những điều đã học về cấu tạo chất
+ Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử + Các phân tử chuyển động không ngừng.
+ Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao
2 Lực tương tác phân tử
+ Giữa các phân tử cấu tạo nên vật có lực hút và lực đẩy
+ Khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực đẩy mạnh hơn lực hút, khi khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực hút mạnh hơn lực đẩy Khi khoảng cách giữa các phân tử rấtlớn thì lực tương tác không đáng kể
3 Các thể rắn, lỏng, khí Vật chất được tồn tại dưới các thể khí, thể lỏng và thể rắn
+ Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng
+ Ở thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí này Cácvật rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định
+ Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn, nên các phân tử dao đông xung quang vị trí cân bằng có thể di chuyển được Chất lỏng có thể tích riêng xác định nhưng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của phần bình chứa nó
II Thuyết động học phân tử chất khí
1 Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí
+ Chất khí được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng ; nhiệt độ của chất khí càng cao thì tốc độ chuyển động càng lớn.
+ Giữa các phân tử có lực hút và lực đẩy gọi chung là lực liên kết
Lưu ý: Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình
Trang 2Bài tập ôn luyện
Câu 1 Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử của vật chất ở thể khí?
A.Chuyển động hỗn loạn B.Chuyển động không ngừng.
C.Chuyển động hỗn loạn và không ngừng D.Chuyển động hỗn loạnxung quanh các vị trí cân bằng cố định.
Câu 2 Tính chất nào sau đây KHÔNG phải là của phân tử?
A.Chuyển động không ngừng B.Giữa các phân tử cókhoảng cách.
C.Có lúc đứng yên, có lúc chuyển động D.Chuyển động càng nhanh thì nhiệtđộ của vật càng cao
Câu 3.Câu nào sau đây nói về chuyển động của các phân tử khí là không đúng ?
A Chuyển động của phân tử là do lực tương tác phân tử gây ra.B Các phân tử chuyển động không ngừng
C Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng caoD Các phân tử chuyển động hỗn loạn
Câu 4.Chất khí gây áp suất lên thành bình chứa là do :
A Nhiệt độ B Va chạm C Khối lượng hạt D Thểtích
Câu 5 Khi vận tốc của vật tăng gấp đôi thì:
A.động năng tăng gấp đôi B.thế năng tăng gấp đôi C.động lượng tămg gấpđôi D.gia tốc tăng gấp đôi.
Câu 6.Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về chất khí ?
A.Lực tương tác giữa các phân tử là rất yếu.B.Các phân tử khí ở rất gần nhau.
C.Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng.
D.Chất khí luôn luôn chiếm toàn bộ thể tích bình chứa và có thể nén được dễ dàng.
Câu 7.Chọn câu sai khi nói về cấu tạo chất:
A.Các phân tử luôn luôn chuyển động hỗn độn không ngừng
B.Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao và ngược lạiC.Các phân tử luôn luôn đứng yên và chỉ chuyển động khi nhiệt độ của vật càngcao
D.Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử.
Trang 3CHẤT RẮN KẾT TINH CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNHI Chất rắn kết tinh Có dạng hình học, có cấu trúc tinh thể.
1 Cấu trúc tinh thể.
Cấu trúc tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt liên kết chặt chẻ với nhau bằng những lực tương tác và và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó
II Chất rắn vô định hình
1 Chất rắn vô định hình: không có cấu trúc tinh thể, không có dạng hình học xác định Ví dụ: nhựa thông, hắc ín,… 2 Tính chất của chất rắn vô định hình: + Có tính đẳng hướng + Không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
Trang 4Hãy giải thích các đặc điểm sau đây của thể khí, thể rắn, thể lỏng a) Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng, luôn chiếm toàn bộ thể tích bình chứa và có thể nén được dễdàng b) Vật ở thể rắn có thể tích và hình dạng riêng, rất khó nén c) Vật ở thể lỏng có thể tích riêng nhưng không có
hình dạng riêng
Trang 5NỘI NĂNG ĐỊNH LUẬT I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC1 Khái niệm
+ Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên được gọi là nội năng của vật,nội năng được kí hiệu bằng chữ U và có đơn vị là J
Nội năng của một vật phụ thuộc và nhiệt độ và thể tích của vật
2 Các cách làm thay đổi nội năng1 thực hiện công
Quá trình thực hiện công làm cho nội năng của vật thay đổi, vật nhạn công của nội năngtăng, hệ thực hiện công cho vật khác thì nội năng giảm
Q > 0: vật nhận nhiệt lượng, nhiệt độ tăng lên
Q < 0 : Vật truyền nhiệt lượng, nhiệt độ của vật giảm
4 Định luật I nhiệt động lực học
Độ biến thiên nội năng :Δ U = A + Q
B Bài tập vận dụng
Câu 1: Câu nào sau đây nói về nguyên nhân của sự thay đổi nhiệt độ của một vật là
đúng ?Nhiệt độ của vật giảm là do các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật
Câu 2: Câu nào sau đây nói về nội năng là đúng ?A Nội năng là nhiệt lượng.
B Nội năng của vật A lớn hơn nội năng của vật B thì nhiệt độ của vật A cũng lớn hơnnhiệt độ của vật B.
C Nội năng của vật chì thay đổi trong quá trình truyền nhiệt, không thay đổi trong quá
trình thực hiện công.
D Nội năng là một dạng năng lượng.Câu 3: Nội năng của một vật là
A tổng động năng và thế năng của vật.
B tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
C tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực
hiện công.
D nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt.
Trang 6Câu 4: Câu nào sau đây nói về truyền nhiệt và thực hiện công là không đúng ?A Thực hiện công là quá trình có thể làm thay đổi nội năng của vật.
B Trong thực hiện công có sự chuyển hoá từ nội năng thành cơ năng V ngược lại.C Trong truyền nhiệt có sự truyền động nâng từ phân tử này sang phân tử khác.D Trong truyền nhiệt có sự chuyển hoá từ cơ năng sang nội năng và ngược lại.Câu 5: Điều nào sau đây là sai khi nói về nội năng?
A Nội năng của một vật là dạng năng lượng bao gồm tổng động năng của các phân tử
cấu tạo nên vật và thế năng tương tác giữa chúng.
B Đơn vị của nội năng là Jun (J).
C Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.D Nội năng không thể biến đổi được.
Câu 6: Câu nào sau đây nói về nhiệt lượng là không đúng?
A Nhiệt lượng là số đo độ tăng nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt.B Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng.C Đơn vị nhiệt lượng cũng là đơn vị nội năng.
D Nhiệt lượng không phải là nội năng.
Câu 7: Câu nào sau đây nói về nội năng là không đúng?A Nội năng là một dạng năng lượng
B Nội năng có thể chuyển hóa thành năng lượng khác.
C Nội năng là nhiệt lượng D Nội năng của một vật có thể tăng lên hoặc giảm đi.
Câu 8: Cách nào sau đây không làm thay đỏi nội năng của vật?
A Cọ xát vật lên mặt bàn B Đốt nóng vật.C Làm lạnh vật D Đưa vật lên cao.
Câu 9: Trường hợp làm biến đổi nọi năng không do thực hiện công là?
A Đun nóng nước bằng bếp.
B Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm.C Nén khí trong xilanh.
D Cọ xát hai vật vào nhau.
Câu 10: Nhiệt dung riêng của 1 vật có giá trị âm trong trường hợp nào
A chất nhận nhiệt và tăng nhiệt độ B Chất nhận nhiệt và giảm nhiệt dộC Chất toả nhiệt và giảm nhiệt độ
D Chất toả nhiệt và giữ nguyên nhiệt độ
Câu 11: Công thức nào sau đây mô tả đúng nguyên lí I của NĐLH ?A ΔU = A - Q U = A - Q B ΔU = A - Q U = Q -A
C A = ΔU = A - Q U - Q D ΔU = A - Q U = A + Q.
Trang 7Câu 12: Quy ước về dấu nào sau đây phù hợp với công thức U A Q của nguyên lí INĐLH ?
A Vật nhận công: A < 0 ; vật nhận nhiệt: Q < 0 B Vật nhận công: A > 0 ; vật nhận nhiệt: Q > 0.
C Vật thực hiện công: A < 0 ; vật truyền nhiệt: Q > 0 D Vật thực hiện công: A > 0;vật truyền nhiệt: Q < 0.
Câu 13: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì công thức ΔU = A - Q U = A + Q
phải thỏa mãn
A Q < 0 và A > 0 B Q > 0 và A > 0.C Q < 0 và A < 0.D Q > 0 và A < 0.
Câu 14: Người ta thực hiện công 100J để nén khí trong một xylanh Biết khí truyền
sang môi trường xung quanh nhiệt lượng 20J Độ biến thiên nội năng của khí là:A 80J B 120J C -80J D -120J
Câu 15: Một khối lượng khí bị nén đã nhận được công là 150 kJ Khí nóng lên và đã
toả nhiệt lượng là 95 kJ ra môi trường Nội năng của lượng khíA giảm 55 kJ B tăng 55 kJ
C không thay đổi D tăng 245 kJ
Câu 16: Hiện tượng quả bóng bàn bị móp khi thả vào nước sẽ phồng trở lại là do
A nội năng của chất khi tăng lênB, nội năng của chất khí giảmC nội năng của chất khí không đổiD nội năng của chất khi bị mất đi
d Biểu thức liên hệ độ biến thiên nội năng, công và nhiệt lượng là ΔU = A - Q U = A – Q
Câu 2: Trong quá trình nóng chảy của vật rắn
a nhiệt được truyền vào vật rắn để tăng nhiệt độ của nób động năng trung bình của các phần tử vật rắn giảm dic nội năng của vật rắn không thay đổi
d tại nhiệt độ nóng chảy, nội năng không đổi
Bài tập tự luận
ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2kg đã được đun nóng tới nhiệt độ 75oC.
Trang 8Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.Cho biết nhiệt dung riêngcủa nhôm là 920J/kgK; nhiệt dung riêng của nước là 4180J/kgK; và nhiệt dung riêngcủa sắt là 460J/kgK Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh.
Bài 2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt
độ 8,4oC Người ta thả một miếng kim loại có khối lượng 192g đã đun nóng tới nhiệt độ100oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng của miếng kim loại, biết nhiệt độkhi có sự cân bằng nhiệt là 21,5oC.Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh vàbiết nhiệt dung riêng của đồng thau là 128J/kgK và của nước là 4180J/kgK.
Bài 3: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105kg được đun nóng tới 1420C vàomột cốc đựng nước ở 200C, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 420C Tính khốilượng của nước trong cốc, biết nhiệt dung riêng của Al m là 880J/kg.K và của nước là4200J/kg.K.
Bài 4: Một cốc nhôm có khối lượng 120g chứa 400g nước ở nhiệt độ 24oC Người ta thảvào cốc nước một thìa đồng khối lượng 80g ở nhiệt độ 100oC Xác định nhiệt độ củanước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/Kg.K,của đồng là 380 J/Kg.K và của nước là 4,19.103 J/Kg.K.
Bài 5 : Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng m1 = 100g có chứa m2 = 375g nước ởnhiệt độ 25oC Cho vào nhiệt lượng kế một vật bằng kim loại khối lượng m3 =400g ở90oC Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30oC Tìm nhiệt dung riêng của miếngkim loại Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K.