Trường THPT Cần Thạnh “Vượt lên hiện thực mà lại là hiện thực” Gv: Ngô Văn Tân • Động lượng - Đ/N: Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại lượng được xác định bởi công thức: vmp . = Đơn vị: kg.m/s - Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. tFp ∆=∆ • Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập - Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. 1 2 n p p p const + + + = uur uur uur - Ứng dụng: giải các bài toán va chạm, làm cơ sở cho nguyên tắc chuyển động phản lực… • Đ/N công trong trường hợp tổng quát Khi lực F không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển rời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: A = Fscosα Đơn vị: J • Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. - Công thức: P = A/t Đơn vị: oát ( w ) - Ý nghĩa của công âm: Cản trở sự chuyển động của vật • Động năng: là dạng năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động - Công thức: 2 . 2 vm W đ = (J) - Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng: 2 . 2 . 2 1 2 2 vmvm A −= Hệ quả: Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công dương. • Thế năng trọng trường: - Đ/N : Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. - Biểu thức: W t = mgz Lưu ý: Giá trị thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng. - Độ biến thiên thế năng và công của trọng lực: + Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N. A MN = mgz M - mgz N +Lưu ý: hiệu thế năng trọng trường không phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng • Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. + Công thức: 2 . 2 lk W t ∆ = (J) • Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. - Đ/N: khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật trong trọng trường. - Công thức: mgz vm WWW tđ +=+= 2 . 2 - Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. + Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. constmgz vm WWW tđ =+=+= 2 . 2 • Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí 1 Phương dịch chuyển F n F n F n Trường THPT Cần Thạnh “Vượt lên hiện thực mà lại là hiện thực” Gv: Ngô Văn Tân 1. Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. 2. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao. 3. Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. • Khí lí tưởng : Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm. • Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi • Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi • Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái khí áp suất không đổi • Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi. • Đường đẳng tích là đường biểu diễn sự biến thiên áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi. • Đường đẳng áp là đường biểu diễn sự biến thiên thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi. • Nội dung định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. p hay p.V = hằng số Sác-lơ : Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. p Const T = CosntVp =. = > 2211 VpVp = Cosnt T p = => 1 1 2 2 T p T p = Cosnt T V = => 2 2 1 1 T V T V = • Nội năng Đ/N: Trong NĐLH người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật. Kí hiệu: U Đơn vị: Jun ( J ) Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T,V) + Có 2 cách làm thay đổi nội năng: Thực hiện công và truyền nhiệt ( ví dụ: … ) + Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q = m.c.∆t Đơn vị: Jun ( J ) Trong đó: m là khối lượng có đơn vị kg; c là nhiệt dung riêng của chất có đơn vị ( J/kg.K) ∆t là độ biến thiên nhiệt độ ( 0 C hoặc K ) 2 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng = hằng số pV T = p 1 V 1 T 1 p 2 V 2 T 2 p = hằng số 0 V p 0 V T 0 T V 0 T p 0 V p T = hằng số V = hằng số Quá trình đẳng nhiệt Quá trình đẳng tích Quá trình đẳng áp Lưu ý: T = 273 + t 0 C Trường THPT Cần Thạnh “Vượt lên hiện thực mà lại là hiện thực” Gv: Ngô Văn Tân • Nguyên lí I NĐLH: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được ∆U = A + Q Quy ước dấu: A > 0 : Hệ nhận công Q > 0 : Hệ nhận nhiệt lượng A < 0 : Hệ thực hiện công Q < 0 : Hệ truyền nhiệt lượng • Nguyên lí II NĐLH: + Nhiệt không thể tự truyền từ môt vật sang vật nóng hơn. + Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học • Chất rắn kết tinh là chất rắn có cấu trúc tinh thể; chất rắn vô định hình là chất rắn không có cấu trúc tinh thể 1. Cấu trúc tinh thể ( tinh thể ) là cấu trúc tạo bởi các hạt ( nguyên tử, phân tử, ion ) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác 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. 2. Các đặc tính của chất rắn kết tinh a) Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì tính chất vật lý của chúng cũng rất khác nhau. b) Mỗi chất rắn kết tinh( ứng với một cấu trúc tinh thể ) có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước. c) Phân biệt chất đơn tinh thể và chất đa tinh thể phân biệt chất đơn tinh thể chất đa tinh thể Cấu tạo Từ một tinh thể Từ vô số tinh thể rất nhỏ liên kết hỗn độn với nhau Tính chất vật lý Tính dị hướng Tính đẳng hướng • Biến dạng cơ của vật rắn + Mức độ biến dạng tỉ đối của vật rắn được xác định bởi độ biến dạng tỉ đối: 00 0 || || l l l ll ∆ = − = ε +Biến dạng cơ là sự thay đổi và kích thước của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. + Nếu vật lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng, thì biến dạng của vật là biến dạng đàn hồi. + Ứng suất: S F = σ Đơn vị: paxcan ( Pa ) { 1Pa = 1N/m 2 } + Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn ( hình trụ đồng chất ) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. σαε . || 0 = ∆ = l l + Lực đàn hồi: ||. lkF đh ∆= với 0 . l S Ek = (N/m) Trong đó: E là suất y-âng ( suất đàn hồi ) có đơn vị paxcan (Pa) { 1Pa = 1N/m 2 } S là tiết diện có đơn vị m 2 ; l 0 là chiều dài ban đầu có đơn vị là mét ( m ) |∆l| là độ biến dạng nén hoặc kéo có đơn vị là mét ( m ) • Sự nở vì nhiệt của vật rắn 1. Sự nở dài là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng. + Độ nở dài của vật rắn khi nhiệt độ thay đổi từ t 0 đến t: )(. 000 ttllll −=−=∆ α + Độ dài của vật rắn ở nhiệt độ t 0 C : )).(1( 00 ttll −+= α 2. Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng. + Độ nở khối của vật rắn khi nhiệt độ thay đổi từ t 0 đến t : )(. 000 ttVVVV −=−=∆ β + Thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t 0 C : )).(1( 00 ttVV −+= β Trong đó β = 3α 3 Trường THPT Cần Thạnh “Vượt lên hiện thực mà lại là hiện thực” Gv: Ngô Văn Tân Bài tập chương ĐLBT Câu 1. Một vật có khối lượng 500g chuyển động với vận tốc 36 km/h. Hãy tính động năng của vật Đs: 25J Câu 2. Một vật có khối lượng 750 g chuyển động với vận tốc V thì có động năng 1,5 J. Tính vận tốc V Đs: 2 m/s Câu 3. Một vật có trọng lượng P = 10 N trượt từ đỉnh đến chân dốc của một mp nghiêng dài 2m với góc nghiêng 30 0 so với đường nằm ngang. Bỏ qua hệ số ma sát trượt. Hãy tính công của trọng lực. Đs: 10 J Câu 4. Một vật có khối lượng 500g chuyển động từ trạng thái nghỉ dưới tác dụng của lực không đổi thì vật chuyển theo chiều lực tác dụng. Tìm công của lực hiện trên vật để sau một thời gian vật có vận tốc 36km/h. Đs: 25 J Câu 5. Một ô tô có khối lượng 1tấn, chuyển động lên một con dốc nghiêng 30 0 so với đường nằm ngang với tốc độ đều18km/h. Bỏ qua ma sát, tìm công suất của động cơ của xe khi chạy trên dốc này. Lấy g = 10 m/s 2 Đs: 25 kW Câu 6. Một động cơ hoạt động với công suất 10 kW để nâng đều một kiện hàng có trọng lượng 2000N lên độ cao 40m . Tìm thời gian thực hiện công việc này. Đs: 8s Câu 7. Đẩy một vật có khối lượng 2kg trượt đều từ chân lên đỉnh dốc nghiêng có độ cao 10 m tốn một công là 300J. lấy g = 10 m/s 2 . Vậy công của lực ma sát =? Đs: 100 J Câu 8. Tính thế năng của một vật có khối lượng 500g ở độ cao 20 m so với mặt đất, lấy g =10 m/s 2 Đs: 100J Câu 9. Một vật có khối lượng 750g được thả rơi tự do ở độ cao h = 20 m so với mặt đất, lấy g = 10 m/s 2 . a) Tính thế năng của vật tại độ cao h, chọn gốc thế năng tại mặt đất Đs: 150 J b) Tính cơ năng của vật tại độ cao h Đs: 150 J c) Tính vận tốc của vật tại thời điểm chạm mặt đất ( Áp dụng ĐLBT cơ năng) Đs: 20 m/s d) Nếu vật được bắn lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc ở câu c, bỏ qua lực cản của môi trường. Thì trong quá trình chuyển động thì động năng, thế năng và cơ năng của vật thay đổi như thế nào? Vì sao? Câu 10. Một vật có khối lượng 750 g ở độ cao h= 20 m so với mặt đật được bắn thẳng đứng lên trên với vận tốc 36 km/h. Hãy tính cơ năng của vật tại độ cao h, chọn gốc thế năng tại mặt đất, lấy g = 10 m/s 2 Đs: 187,5J Câu 11. Vật có khối lượng 20 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt dốc cao 35 m. Khi tới chân dốc thì vật có vận tốc 20 m/s. Tính công của lực ma sát. Lấy 2 10 /g m s= . Bài tập phần chất khí Câu 1. Một bình có dung tích 5l chứa 0,5 mol khí ở nhiệt độ 0 0 C.Tính áp suất trong bình, biết áp suất khí ở 0 0 C là 1 atm. Đs: 2,24 atm Câu 2. Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10l đến 4l thì áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần? Đs: 2,5 lần Câu 3. Nén đẳng nhiệt từ thể tích 9l đến thể tích 6 l thì áp suất khí tăng thêm 50 kPa. Hãy tính áp suất ban đầu của khí? Đs: 100 kPa Câu 4. Một khối khí có thể tích là V 1 dưới áp suất p 1. Nếu áp suất tăng gấp ba lần thì thể tích của khối khí thay đổi như thế nào? Coi nhiệt độ khí không đổi. Đs: giảm V 1 /3 Câu 5. Một bình được nạp khí ở nhiệt độ 33 0 C dưới áp suất 300 kPa. Sau đó bình được chuyển đến nơi só nhiệt độ 37 0 C thì áp suất trong bình tăng thêm bao nhiêu? Đs: 3,92 kPa Câu 6. Một bình kín chứa 1 mol khí Ni tơ ở áp suất 1,5 atm, nhiệt độ 17 0 C. Sau khi nung nóng thì áp suất trong bình là 2,5 atm. Hãy tính độ tăng nhiệt độ khí trong bình theo 0 C. Đs: 200 0 C 4 Trường THPT Cần Thạnh “Vượt lên hiện thực mà lại là hiện thực” Gv: Ngô Văn Tân Câu 7. Nén 10 l khí ở nhiệt độ 27 0 C để cho thể tích của nó chỉ còn 4 l, vì nén nhanh khí bị nóng lên đến 60 0 C khí đó,áp suất khí tăng lên bao nhiêu lần? Đs: 2,775 lần Câu 8. Áp suất của hỗn hợp khí trong xi lanh một động cơ vào cuối thời kì nén bằng bao nhiêu? Biết trong quá trình nén thì nhiệt độ tăng từ 50 0 C đến 250 0 C, thể tích giảm từ 0,75 lít xuống 0,12 lít. Áp suất ban đầu là 8.10 4 N/m 2 . Đs: 80,96 N/m 2 . Câu 9. Trong xi lanh của một động cơ đốt trong có 2 dm 3 hỗn hợp khí dưới áp suất 1at và nhiệt độ 47 0 C. Pit-tông nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn 0,2 dm 3 và áp suất tăng lên tới 15 at. Khi đó, nhiệt độ của hỗn hợp khí nén =? Đs: 480K Câu 10 . Một khối khí lý tưởng có thể tích 12 lít, nhiệt độ 0 27 C , áp suất 5 10 Pa biến đổi qua hai quá trình: - Quá trình 1: đẳng nhiệt, áp suất tăng gấp 2. - Quá trình 2 : đẳng tích, nhiệt độ cuối cùng là 0 177 C . a/ Tìm áp suất cuối cùng của khối khí. b/ Vẽ đồ thị các quá trình biến đổi của khối khí trong các hệ tọa độ (p, V), (p,T) và (T,V) Bài tập chương sơ sở của NĐLH Câu 1. Hãy tính nhiệt lượng mà 0,5 kg nước lạnh ở 15 0 C nhận được để nhiệt độ của nước tăng thêm 45 0 C. nhiệt dung riêng của nước là 4,18.10 3 ( J/kg.K) Đs: 94,05 kJ Câu 2. Một ấm nước chứa 0,75 kg nước nóng 80 0 C. Sau một thời gian thì nước trong ấm là 20 0 C. Tính nhiệt lượng mà nước đã tỏa ra trong khoảng thời gian trên, biết nhiệt dung riêng của nước 4,18 (kJ/kg.K) Đs: 188,1 kJ Câu 3. Hãy tính nhiệt lượng mà 250 g chì nhận được để nhiệt độ của chì tăng từ 25 0 C đến 55 0 C, biết nhiệt dung riêng của chì là 120J/kg.K Đs: 900 J Câu 4. Người ta thực hiện một công 250J để nén khí đựng trong xilanh thì nội năng của khí tăng thêm 120J. Hãy tính nhiệt lượng khí truyền ra ngoài. Đs: 130J Câu 5. Để đun nóng đẳng áp một lượng khí cần một nhiệt lượng là 10kJ thì công thực hiện của khí là 8310J. Hãy tính độ biến thiên nội năng của khí. Đs: 1690J Câu 6. Người ta truyền cho khí trong xilanh một nhiệt lượng 1kJ thì nội năng của khí tăng thêm 300J. Hãy tính công mà khí thực hiện để pit-tông lên. Đs: 700J Câu 7. Để có được 1,25 kg nước ở nhiệt độ 66 0 C thì người ta phải đổ bao nhiêu kg nước lạnh ở nhiệt độ 15 0 C vào 750 g nước nóng 80 0 C. Tính nhiệt lượng mà nước lạnh thu vào, biết nhiệt dung riêng của nước là 4,18 kJ/kg.K Bài tập về biến dạng cơ của vật rắn Câu 1. Một sợi dây thép đường kính 1,5 mm có độ dài ban đầu 5,2 m. Tính hệ số đàn hồi của sợi dây thép, biết suất đàn hồi của thép là 2.10 11 Pa, biết 1Pa = 1N/m 2 Đs: 0,68.10 5 N/m Câu 2. Một sợi dây đồng thau có đường kính 5 mm, suất đàn hồi của đồng thau là 9.10 10 Pa. Tính lực đàn hồi của dây đông khi dây dãn 1% chiều dài của dây. Đs: 17700 N Câu 3. Khi treo vật khối lượng m=500g vào một lò xo thì lò xo dãn ra 4cm. Lấy 2 /10 smg = . Độ cứng của lò xo =? Câu 4. Một dây thép có tiết diện 0,1cm 2 , có suất đàn hồi là 2.10 11 Pa . Kéo dây bằng một lực 2000N thì dây dãn 2mm. Chiều dài của dây =? Câu 5. Treo một vật nặng 2kg vào đầu một dây kẽm có chiều dài 1m, tiết diện ngang của dây là 1mm 2 , biết suất đàn hồi của kẽm là 2.10 9 Pa. Độ biến dạng của dây =? Lấy 2 /10 smg = Bài tập về sự nở vì nhiệt của vật rắn 5 Trường THPT Cần Thạnh “Vượt lên hiện thực mà lại là hiện thực” Gv: Ngô Văn Tân Câu 1. Một thanh ray đường sắt dài 10 m ở nhiệt độ 20 0 C. Tính độ nở dài và độ dài của thanh ray nếu nhiệt độ thanh tăng lên 50 0 C, biết hệ số nở dài của thanh ray là 11,4.10 -6 K -1 Đs: 3,42 mm; 10,00342 m Câu 2. Một quả cầu bằng nhôm ở nhiệt độ 27 0 C có thể tích 1000 cm 3 . Hãy tính độ nở khối và thể tích của vật rắn trên nếu nhiệt độ của quả cầu tăng lên 57 0 C. Biết hệ số nở dài của nhôm là 24.10 -6 K -1 Đs: 2,16 cm 3 ; 1002,16 cm 3 Câu 3. Một ấm nhôm có dung tích 2 lít ở 20 0 C. Chiếc ấm đó có dung tích bằng bao nhiêu khi nó ở 80 0 C? Đs 2,00864 lit Câu 4. Một thanh sắt dài 10m ở nhiệt độ t 1 =20 0 C. Cho hệ số nở dài của sắt là 12.10 -6 K -1 . Tính chiều dài thanh sắt khi giảm nhiệt độ xuống 0 0 C và – 10 0 C Câu 5. Một tấm đồng mỏng hình vuông cạnh a=30cm ở nhiệt độ 0 0 C, khi nung nóng đến nhiệt độ t 0 C thì thể tích tăng thêm 17,1cm 3 . Cho 15 10.8,1 −− = K α . Nhiệt độ đó có giá trị =? Các công thức cần nhớ : Công: A = F.s.cosα (J) { α là góc hợp bởi hướng của lực và phương dịch chuyển của vật } Công suất: P = A/t (w) Động năng: 2 . 2 vm W đ = (J) Thế năng trọng trường: W t = mgz (J) Cơ năng trọng trường: mgz vm WWW tđ +=+= 2 . 2 (J) Độ biến thiên nội năng: ∆U = A + Q (J) Nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q = m.c.∆t (J) Phương trình trạng thái khí lí tưởng: 2 22 1 11 T Vp T Vp = Độ nở dài: )(. 000 ttllll −=−=∆ α Độ nở khối: )(. 000 ttVVVV −=−=∆ β với β = 3α Lực đàn hồi: ||. lkF đh ∆= với 0 . l S Ek = Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng: 2 . 2 . 2 1 2 2 vmvm A −= 6 Bảng đổi 1 số đơn vị 1 g = 10 -3 kg 1 cm = 10 -2 m 1 mm = 10 -3 m 1mm 2 = 10 -6 m 2 1cm 2 = 10 -4 m 2 1 km = 1000 m 1 kW = 1000 W 1 kJ = 1000 J 1 Pa = 1 N/m 2 0 Hãy chỉ rõ các quá trình đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt ở các hình dưới. . được tính theo công thức: A = Fscosα Đơn vị: J • Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. - Công thức: P = A/t Đơn vị: oát ( w ) - Ý nghĩa của công âm: Cản trở. động - Công thức: 2 . 2 vm W đ = (J) - Công của lực tác dụng và độ biến thi n động năng: 2 . 2 . 2 1 2 2 vmvm A −= Hệ quả: Động năng của một vật biến thi n khi các lực tác dụng lên vật sinh công. đường biểu diễn sự biến thi n của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi. • Đường đẳng tích là đường biểu diễn sự biến thi n áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi. • Đường đẳng áp