bài giảng cơ nhiệt đại cương

bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương bài giảng cơ nhiệt đại cương

CƠ NHIỆT ĐẠI CƯƠNG Bô ô môn Vâ ôt lý – Khoa Khoa học GIỚI THIỆU Cơ Nhiệt ĐC là môn học gì? Nghiên cứu vấn đề gì? Nghiên cứu như thế nào? Bô ô môn Vâ ôt lý – Khoa Khoa học CHƯƠNG TRÌNH CƠ NHIỆT ĐC • • • • • • • • • • • CHƯƠNG 0: BỔ TÚC KIẾN THỨC CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHƯƠNG 2: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CHƯƠNG 3: CÁC ĐL BẢO TOÀN TRONG CƠ HỌC CHƯƠNG 4: CƠ HỌC VẬT RẮN CHƯƠNG 5: DAO ĐỘNG CHƯƠNG 6: CƠ HỌC CHẤT LƯU CHƯƠNG 7: KHÍ LÝ TƯỞNG CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT NĐLH CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ THỨ HAI NĐLH CHƯƠNG 10: KHÍ THỰC TÀI LIỆU THAM KHẢO • • • • GT Cơ Nhiệt ĐC – Lương Duyên Bình BT Cơ Nhiệt ĐC – Lương Duyên Bình Cơ sở VL tập 1 – David Halliday VLĐC – Các nguyên lý và ứng dụng – Trần Ngọc Hợi • 3000 solved problems in Physics – Alvin Halpern • www. Thuvienvatly.com.vn • www. digitaldutch.com/unit converter CHƯƠNG 0 BỔ TÚC KIẾN THỨC DÙNG TRONG CƠ NHIỆT PHÉP TÍNH VÉCTO Tích vô  hướng    a.b = ab cos(a , b ) = ab cos α Trong hêê tọa đôê Decaster         a = ( a1 , a2 , a3 ) ; b = (b1 , b2 , b3 )  ⇒ a.b = a1b1 + a2b2 + a3b3  a1b1 + a2b2 + a3b3 ab cos α = = 2 2 2 2 2 2 ab a1 + a2 + a3 b1 + b2 + b3 PHÉP TÍNH VÉCTO Tích có hướng      c = a ∧ b = ab sin( a , b ) = ab sin α Trong hêê tọa đôê Decaster    i j k       c = a ∧ b = a1 a2 a3    b1 b2 b3 = (a1b2 − a2b1 , a2b3 − a3b2 , a3b1 − a1b3 , ) CÁC ĐẠI LƯỢNG VL & HÊê SI Tên gọi Viết thường Viết in Tên gọi Alfa Bêta Gamma Đelta Epxilon Zêta Êta Têta Iôta Kapa Lamđa Muy α β γ δ ε ζ η θ ι κ λ µ A Nuy B Kxi Γ ∆ Γ Ômikrôn E Xichma H Tô Θ Ipxilon I Fi K Khi ∧ Pxi M Ômêga Pi Rô Viết thường Viết in ν ξ ο π ρ σ τ υ ϕ χ ψ ω N Ξ Ο Π P Σ T Y Φ Χ Ψ Ω HỆ ĐƠN VỊ – HỆ SI Trong hệ SI có 7 đơn vị cơ bản: Tên đơn vi Độ dài Thời gian Khối lượng Nhiệt độ Cđộ dòng điện Lượng chất Độ sáng Ký hiệu L (Length) T (Time) M (Mass) T (Temperature) I (Intensity) M (mol) I (Light Intensity) Đơn vi đo m s kg 0 K A mol Cd CÔNG THỨC THỨ NGUYÊN [ X ] = [ M ] [ L ] [T ] p q r Với p, q, r là các thứ nguyên −1 Ví dụ: v = [ L ][T ] F = [ M ][ L ][T ] −2 CÂU 1 Hai vật thể bất kỳ coi như hai chất điểm m1m2 trong vũ trụ hấp dẫn nhau một lực F = G 2 r Trong đó m1, m2 là khối lượng của hai vật, r là khoảng cách giữa chúng. Xác đinh công thức thứ nguyên của hằng số hấp dẫn G. Bộ môn Vật lý CÂU 2 Công thức nào trong số các công thức sau đây là công thức thứ nguyên của công a) M 2 L2T −2 2 −2 −2 b) M L T c) ML2T −2 d) một công thức khác Bộ môn Vật lý CÂU 3 Cho hai vectơ a và b có modun a = 6 cm và b = 8 cm. Tính modun của vectơ tổng và vectơ hiệu trong các trường hợp sau: a) vecto a cùng chiều với vecto b b) vecto a ngược chiều với vecto b c) vecto a vuông góc với vecto b d) Góc giữa chúng là 1200 ; 600 Bộ môn Vật lý CHƯƠNG 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Chuyển động cơ học • Động học • Chất điểm r A • Không gian & thời gian B 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Hệ quy chiếu Hqcqt Hqc kqt 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Hệ tọa độ Decaster z r k r r O r j r i x r r r r r = x.i + y. j + z.k M y 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU z • Hệ tọa độ cầu z x = r.sinθ.cosϕ; y = r.sinθ.sinϕ; z = r.cosθ r= θ 2 2 2 x + y +z; =arccos và ϕ = arctg x x z 2 2 2 (x + y + z ) y x θ O r ϕ M y y 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Hệ tọa độ cong • Phương trình chuyển động r r = r (t ) ; Trong KG Oxyz x = x(t); y = y(t); z = z(t) • Phương trình quỹ đạo Không phụ thuộc vào tham số thời gian → khử t BÀI TẬP ỨNG DỤNG CÂU 1 Trường hợp nào sau đây được coi là chuyển động của chất điểm a. Ôtô đi vào gatage b. Xe lửa đi từ Sài Gòn đến Nha Trang c. Con sâu bò trên lá khoai d. Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời e. Trái Đất quay quanh trục của nó f. Tàu vũ trụ phóng từ Trái Đất lên Mặt Trăng BÀI TẬP ỨNG DỤNG CÂU 2 Xác định ptr quỹ đạo từ các ptr chuyển động sau: x = A cos ωt  a)   y = B sin ωt  x = 3sin 20π t  c)  y = 5sin 20π t  z = 10sin 200π t  x = A + R cos ωt  b)   y = R sin ωt 1.2 VÉCTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM Giá tri vận tốc trung bình ∆r v= ∆t Giá tri vận tốc tức thời ∆r dr v = lim = ∆t →0 ∆t dt r x r dr Véctơ vận tốc v = dt z M r v M’ O r v′ y 1.2 VÉCTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM r r dr Véctơ vận tốc v = dt     Biểu diễn véctơ vận tốc v = v x i + v y j + v z k Độ lớn v = v 2x + v 2y + v 2z BÀI TẬP ỨNG DỤNG CÂU 1 Một ôtô đi từ A đến B với tốc độ v1 = 30km/h rồi quay về A với tốc độ v2 = 50km/h . Xác định tốc độ trung bình và vận tốc trung bình trên lộ trình đi – về. BÀI TẬP ỨNG DỤNG CÂU 2 Một chất điểm chuyển động theo phương trình: a)Xác định vị trí chất điểm tại t = 1s b) Xác định vận tốc trung bình của chất điểm trong khoảng t1 = 1s đến t2 = 3s c) Xác định vận tốc tức thời tại t = 1s  x = 3 + 4t + t 2 (cm)  2 y = 2 + 2 t (cm)   z = 4t 2 (cm)  1.3 VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM r r ∆v Véctơ gia tốc trung bình a = ∆t r r ∆v dv = Véctơ gia tốc tức thời a = lim ∆t → 0 ∆t dt r r r r Biểu diễn véctơ gia tốc a = ax i + a y j + az k Độ lớn a = ax + a y + az 2 2 2 1.2 VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM dv τ Gia tốc tiếp tuyến aτ = dt 2 v Gia tốc pháp tuyến an = R r r r Véctơ gia tốc toàn phần a = aτ τ + an n 2 Độ lớn a = aτ + an 2 2 2  dv   v  =  ÷ + ÷  dt   R  2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một chất điểm chuyển động trong mặt phẳng Oxy theo phương trình a) Xác định véctơ gia tốc tại thời điểm t = 3s. b) Có thời điểm nào gia tốc triệt tiêu hay không? 4 3  2  x = 3t − t 3   y = 8t 1.4 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG - Chuyển động thẳng: a = 0 ;v = v0 = const; x = x0 = v0 t - Chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at; 1 2 x = x0 + v0 t + at 2 v2 – v02 = 2as NDĐ: vật cđ theo chiều dương v >0; a > 0 CDĐ: vật cđ theo chiều dương v >0; a < 0 1.4 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG - Rơi tự do (v0 = 0) Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên v = v0 + gt = gt 1 2 1 2 gt y = y0 + v0 t + gt = 2 2 v2 – v02 = 2gH - Vật được ném từ dưới lên (v0 ≠ 0) v = v0 - gt 1 2 y = v0 t - gt 2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một giọt nước mưa rơi tự do, trong giây đầu tiên nó đi được đoạn đường S1, trong giây thứ hai nó đi được đoạn đường S2. Xác định tỷ số giữa S2/S1 1.5 CHUYỂN ĐỘNG TRÒN Ptr cđộng ϕ = ϕ (t ) ∆ϕ Vtốc góc trung bìnhω = ∆t dϕ Vận tốc góc tức thời ω = dt Mối lhệ giữa ω và v: v = ω R r v t = ∆t ∆ϕ O t=0 1.5 CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ∆ω Gia tốc góc trung bình β = ∆t dω Gia tốc góc tức thời β= dt Mối lhệ giữa β và aτ : aτ = R β Gia tốc tòan phần a = aτ + an = 2 2 ( ω R ) + ( Rβ ) 2 2 2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một chất điểm chuyển động tròn theo ptrình: (rad). Cho R = 0,1m ϕ = 2 + 4t 2 a) Xác đinh vtốc góc trung bình trong khoảng t1 = 1s đến t2 = 2s và vtốc góc tức thời tại thời điểm t = 1s b) Xác đinh gtốc góc trung bình trong khoảng t1 = 1s đến t2 = 2s và gtốc góc tức thời tại thời điểm t bất kỳ c) Xác đinh gtốc toàn phần tại t = 1s 1.6 VẬT NÉM XIÊN y  V0 Voy O  V0 α Vox h = ymax R Vox = V0 cos α Voy = V0 sin α  V0 x 1.6 VẬT NÉM XIÊN Biểu thức tọa độ và vận tốc x = V0 (cos α )t 1 2 y = V0 (sin α )t − gt 2 Vx = V0 (cos α ) V y = V0 (sin α ) − gt 1.6 VẬT NÉM XIÊN Xác đinh quỹ đạo x Từ x = V0 (cos α )t → t = V0 (cos α ) 2 1 gx vào y = (tgα ) x − 2 2 (V0 cos α ) thế (parabol) 1.6 VẬT NÉM XIÊN Độ cao cực đại V0 (sin α ) V y = V0 (sin α ) − gt = 0 → t = g thế vào ymax (V0 sin α ) =h= 2g 2 1.6 VẬT NÉM XIÊN Tầm xa 1 2 y = V0 (sin α ) − gt = 0 2 t = 0  ⇒ 2 V (sin α ) 0 t = Thế vào R g  V0 sin 2α R= g 2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Từ nóc một tòa nhà cao 15m , người ta ném một hòn đá lên phía trên với vận tốc 20m/s theo phương hợp với phương ngang một góc 300. Xác đinh: a)Quỹ đạo của hòn đá b)Thời gian chuyển động của hòn đá c)Độ cao cực đại của hòn đá đạt được so với mặt đất. d)Khoảng cách từ chân tòa nhà đến chỗ rơi của hòn đá. e)Tầm xa và tầm xa cực đại của hòn đá 7. PHÉP CỘNG VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỔ ĐIỂN 7.1. TH hệ qui chiếu chuyển động thẳng  v : Vận tốc tuyệt đối (O)  v ′ : Vận tốc tương đối (O’)  V : Vận tốc cuốn theo (O’ so với O)    v = v′ +V    a = a′ + A 7.2. TH hệ qui chiếu tương đối O’x’y’z’ chỉ quay xung quanh một trục cố đinh     v = v′ + ω × r ′        a = a ′ + 2(ω × v ′) + ω × (ω × r ′)   2(ω × v ′) : Gia tốc Coriolis    ω × (ω × r ′) : Gia tốc hướng tâm Xin mời các bạn đặt câu hỏi! CHƯƠNG 2 ĐỘNG LỰC HỌC Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học 1. ĐỊNH LUẬT I NEWTON * Vật tự do * Phát biểu ĐL: “Vật tự do nếu đang đứng yên thì sẽ đứng yên mãi còn nếu đang cđộng thì sẽ cđ thẳng đều mãi mãi”. ĐL I Newton = ĐL quán tính * Hệ qui chiếu quán tính   - Hệ gắn với vật cô lập v = const , a = 0 - Mọi hqc qt đều tương đương về phương diện cơ học. Xe quán tính copecnic 2. ĐỊNH LUẬT II NEWTON 2.1 Bài toán va chạm v1 v2 Trước va chạm m2 v'2 m1 v'1 m1 m2  '   '  ∆v1 = v1 − v1 ; ∆v2 = v2 − v2   Ta có: m1∆v1 = − m2 ∆v2 * m1, m2 : khối lượng quán tính Sau va chạm 2. ĐỊNH LUẬT II NEWTON 2.2 Xung lượng   Ta có: m1∆v1 = − m2 ∆v2   ⇒ ∆(m1v1 ) = −∆(m2 v2 )   * p = mv (kgm/s): động lượng 2. ĐỊNH LUẬT II NEWTON 2.3 Khái niệm về lực (N)    ∆p = p′ − p  ∆p - Lực trung bình Ftb = ∆t - Lực tức thời    ∆p dp ∆ t → 0 ⇒ F = lim = ∆t→ 0 ∆ t dt 2. ĐỊNH LUẬT II NEWTON 2.4 Phát biểu ĐL II Newton     dP d (mv ) dv  F= = =m = ma dt dt dt Pb: Chất tác dụng của  điểm có khối lượng m chiu  lực F , sẽ chuyển động với gia tốc a thoả ptrình F = ma 3. ĐỊNH LUẬT III NEWTON - Từ TN về sự tt giữa hai vật ta có:   ∆P1 = −∆P2 : - Nếu xét trong cùng khoảng thời gian ∆t   ∆P1 ∆P2 =− ∆t ∆t       ∆P1 ∆P2 dP1 dP2 lim = − lim ⇒ = ⇔ F21 = − F12 ∆t → 0 ∆t ∆t → 0 ∆t dt dt 4. CÁC LỰC TRONG TỰ NHIÊN 4.1. Lực đàn hồi 4.2. Phản lực 4.3. Trọng lực 4.4. Lực căng dây 4.5. Lực ma sát 5. PP GIẢI BÀI TOÁN ĐLH - Bước 1: Phân tích các lực tác dụng lên từng vật - Bước 2: Viết phương trình đinh luật II Newtơn cho   từng vật F = ma ∑ - Bước 3: Chọn hệ quy chiếu quán tính sao cho bài toán trở nên đơn giản Chọn chiều dương là chiều chuyển động Chiếu biểu thức đinh luật II Newtơn lên chiều dương để được phương trình đại số - Bước 4: Giải hệ phương trình đại số ⇒ Kết quả BÀI TẬP ỨNG DỤNG Cho hệ gồm hai vật có khối lượng m 1, m2 như hình vẽ. Giả sử hệ số ma sát trượt của m 1 với mặt bàn µ là .Xác định gia tốc của hệ khi chuyển động (biết sợi dây không co dãn). m1 m2 6. HQC KHÔNG QUÁN TÍNH – LỰC QUÁN TÍNH   T  T  Fqt a  P  P Hqc quán tính Hqc không quán tính   Hqc không quán tính Fqt = −ma 7. TRỌNG LỰC VÀ TRỌNG LƯỢNG 7.1. Trọng lực     P = F + FLT = mg  r⊥  F   F Lực hấp dẫn   FLT = mω0 r⊥ Lực li tâm 7.2. Trọng lượng Lực mà vật t/d lên giá đỡ nó hay dây treo    nó P' = mg + Fqt P  FLT 7. TRỌNG LỰC VÀ TRỌNG LƯỢNG Trọng lượng của vật trong thang máy  Fqt  P P = P′  P P′ = P − Fqt   P Fqt P′ = P + Fqt Xin mời các bạn đặt câu hỏi! CHƯƠNG 3 CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học  ĐLBT động lượng  ĐLBT mômen động lượng  ĐLBT cơ năng  BT va chạm giữa hai vật 1. ĐL BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG m  v   p = mv    dp dv =m = ma dt dt ⇒   dp = Fdt   F = 0 ⇒ p = const Pb: “Chất điểm cô lập hoặc hợp lực tác dụng bằng 0 thì động lượng được bảo toàn” BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một khẩu pháo nhả đạn theo phương ngang. Khẩu pháo có khối lượng là M, viên đạn có khối lượng m, vận tốc ra khỏi nòng của viên đạn là v. Tìm vận tốc giật lùi V của khẩu pháo trong 2 trường hợp sau: a)Bỏ qua khối lượng và vận tốc phụt ra của khí b) Biết khối lượng và vận tốc phụt ra của khí là m’ và v’ 2. ĐL BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG 2.1 Mômen lực  M - Điểm đặt: Tại O - Chiều: quy tắc vặn nút chai - Độ lớn M = rF sin α o  F  r  F α 2. ĐL BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG 2.2. Mômen động lượng    L=r×p     dp dL dr  = ( × p) + (r × ) dt dt dt     dL = (v × p ) + ( r × F ) dt   ⇒ dL = Mdt   M = 0 ⇒ L = const Pb: “Chất điểm cô lập hoặc mômen lực bằng 0 thì mômen động lượng được bảo toàn” 3. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG 3.1. Công cơ học a. Công nguyên tố  dA = F .ds = F .ds. cos α Khi  F α dr α = 0: dA = F.ds α = 900: dA = 0 0 < 90 : dA > 0: công phát α động 900 < α< 1800: dA < 0: công cản 3. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG 3.1. Công cơ học b. Công toàn phần Tính công toàn phần trên dây cung MN - Trên dây cung MN ta chia thành nhiều cung nhỏ   ds AMN = ∑ dA =∑ F .ds  - Nếu ds → 0 ⇒ AMN   = ∫ dA = ∫ F .ds Trong không gian Oxyz: N AMN = ∫ ( Fx dx + Fy dy + Fz dz ) M 3. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG 3.2. Công suất ∆A N tb = ∆t : công suất trung bình ∆A dA : công suất tức thời N = lim N tb = lim = ∆t →0 ∆t →0 ∆t dt ♣ Mối liên hệ giữa công suất và vận tốc     dA d ( F .r ) Fdr N= = = = F .v dt dt dt [N] = W ; 1Hp = 736W 3. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG 3.3. Động năng, định lý về động năng a. Động năng 1 2  Chất điểm K = mv 2 n 1 2 K = mv  Hệ chất điểm ∑ i i =1 2 b. Định lý về động năng   N   N dv  = ∫ F .dr = ∫ ma.dr = ∫ m .dr N M   M 1 1 M dt N AMN = ∫ mv dv = mv − mv = K 2 − K1 = ∆K 2 2 M 2 2 2 1 3. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG 3.4. Thế năng, ĐL về thế năng trong trường thế - Trường lực - Trường lực dừng - Trường lực thế o   a. Thế năng U ( x, y, z ) = AMO = ∫M Fds b. Định lý thế năng AMN = UM – UN = Nếu ∆t → 0 ∆U ⇒dA = - dU 3. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG 3.5. Cơ năng, định luật bảo toàn cơ năng - Cơ năng E = K + U -Sự bảo toàn: dE = d(K + U) = dK + dU = dA – dA = 0 ⇒ E = K + U = const 4. TRƯỜNG HẤP DẪN 4.1. Lực hấp dẫn Xét hai chất điểm có khối lượng m1, m2 cách nhau r  m1 m2  Fhd = −G 3 r . Dấu (-) để chỉ lực hút r m1m2 Fhd = G 2 = m2 g r G = 6,67.10-11 hệ SI: hằng số hấp dẫn 4. TRƯỜNG HẤP DẪN ; 4.2. Trường hấp dẫn Khái niệm trường hấp dẫn  m1 m2   Fhd = −G 3 r = m2 g r m1   g = −G 3 r : véctơ cường độ trường hấp dẫn r m1 g =G 2 r : độ lớn 4. TRƯỜNG HẤP DẪN 4.3. Thế năng trường hấp dẫn AMN = UM – UN   N 1 1 Mm   = ∫ F .dr = ∫ − G 3 r .dr = −GMm  −  r  rM rN  M M N AMN Trường hấp dẫn là một trường thế. Thế năng trường hấp dẫn tại M, N UM Mm Mm = −G ; U N = −G rM rN 5. BÀI TOÁN VA CHẠM VA CHẠM Va chạm đàn hồi Va chạm mềm  Các vật ko bi biến dạng Các vật dính vào nhau sau va chạm Động lượng bảo toàn  Động lượng bảo toàn  Cơ năng bảo toàn Cơ năng ko bảo toàn 5. BÀI TOÁN VA CHẠM 5.1. Va chạm đàn hồi giữa haiquả cầu  v2 v1 m - ĐLBT động lượng 1   ' ' m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2 - ĐLBT cơ năng m1 2 m2 2 m1 '2 m2 '2 v1 + v2 = v1 + v2 2 2 2 2 Vận tốc của 2 quả cầu sau VC ' v1 m1 ' v2 m2 m2   ' (m1 − m2 )v1 + 2m2v2 v1 = m1 + m2   ' (m2 − m1 )v2 + 2m2 v2 v2 = m1 + m2 5. BÀI TOÁN VA CHẠM 5.2. Va chạm hoàn toàn không đàn  mềm)  hồi (VC a. Vận tốc sau va chạm v1 m1 v2  v ĐLBT động lượng    m1v1 + m2 v2 = (m1 + m2 )v ⇒    m1v1 + m2 v2 v= m1 + m2  v m1+m2 m2 5. BÀI TOÁN VA CHẠM 5.2. Va chạm hoàn toàn không đàn hồi (VC mềm) b. Năng lượng tiêu hao sau va chạm Q = K- K’ K: động năng trước VC K’: động năng sau VC   2 m1m2 Q= (v1 − v2 ) 2(m1 + m2 ) BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một chiếc xe chở cát có khối lượng M = 10kg đang chạy với vận tốc V = 6m/s , bổng một hòn đá có khối lượng m = 2kg rơi thẳng đứng cắm vào xe cát. Sau va chạm hệ (gồm hòn đá và xe cát): a) tiếp tục chuyển động thẳng với vận tốc 6m/s. b) tiếp tục chuyển động thẳng với vận tốc 5m/s. c) chuyển động ngược lại với vận tốc 6m/s. d) chuyển động ngược lại với vận tốc 5m/s. Xin mời các bạn đặt câu hỏi! CHƯƠNG 4 CƠ HỌC VẬT RẮN (tuyệt đối) Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học CƠ HỌC VẬT RẮN - Các dạng chuyển động của VR - Phương trình cơ bản của VR quay quanh một trục cố định. - Mômen quán tính của một vài VR đơn giản - Động năng của VR quay quanh một trục cố định - ĐLBT mômen động lượng của VR quay 1. CÁC DẠNG CĐ CỦA VẬT RẮN 1.1. Chuyển động tịnh tiến B a) Định nghĩa b) Đặc điểm    v A = vB = vC = .......    a A = aB = aC = ...... A B’ A’ 1. CÁC DẠNG CĐ CỦA VẬT RẮN c) Khối tâm VR - Hệ chất điểm phân bố gián đoạnn 1 xC = mi xi ∑ m i =1 n  1  rC = ∑ mi ri m i =1 1 n yC = ∑ mi yi m i =1 1 n zC = ∑ mi zi m i =1 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Cho 3 chất điểm có khối lượng bằng nhau đặt tại 3 đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Xác định khối tâm của hệ 3 chất điểm trên. 1. CÁC DẠNG CĐ CỦA VẬT RẮN c) Khối tâm VR - Hệ chất điểm phân bố liên tục 1 xC = xdm ∫ mm  1  rC = ∫ r dm mm 1 yC = ∫ ydm mm 1 zC = ∫ zdm mm BÀI TẬP ỨNG DỤNG Xác định vị trí khối tâm của một tấm mỏng đồng chất hình tam giác vuông có các cạnh y góc vuông là a và b. b a x 1. CÁC DẠNG CĐ CỦA VẬT RẮN 1.2. Chuyển động tổng quát của VR - Chuyển động tịnh tiến của khối tâm VR - Chuyển động quay của VR quanh trục đi ω qua khối tâmvới vận    tốc góc vM = vC + (ω ∧ r ) 1. CÁC DẠNG CĐ CỦA VẬT RẮN 1.3. Chuyển động quay quanh  trục của VR θ1 = θ 2 = θ 3 = ... ω ω1 = ω2 = ω3 = ... β1 = β 2 = β 3 = ... Chú ý: v1 ≠ v2 ≠ v3 = ... a1 ≠ a2 ≠ a3 = ... O Ri θ mi ∆  vi 2. PT CƠ BẢN CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH ω  F// Trong chuyển động quay của VR quanh trục, chỉ xét đến những lực tiếp tuyến với quỹ đạo của VR  O R M ∆  F  Ft  F⊥ Fn 2. PT CƠ BẢN CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH 2.1 Mômen động lượng của vật rắn     quay L = ∑ Li = ∑ Ri × pi  n 2  i    ⇒ L = ω  ∑ mi Ri  = Iω p = mv ; v = Rω  i  Với I = n ∑m R i i   L = Iω 2 i : mômen quán tính của VR 2. PT CƠ BẢN CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH 2.2 Vectơ mômen lực đối với trục    quay M = ∑ M i = ∑ Ri × Fi i i 2.3 Ptrình ĐLH cơ bản trong cđộng   quay  dL d ( Iω ) M= = = Iβ dt dt M = Iβ 2. PT CƠ BẢN CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH PT CĐ của chất điểm   F = ma PT VR quay quanh trục cố  định M = Iβ  - F Lực tác dụng  - M Mômen lực - m: KL quán tính - I: mômen quán tính   - a Gia tốc của chất điểm - β Gia tốc góc 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN 3.1 Mật độ khối m lượng - Nếu vật là đồng ρ = ⇒ m = ρV V chât: - Nếu vật phân bố không đồng chât dm ⇒ dm = λd * Vật có dạng λ = d  đường: dm * Vật có dạng mặt σ= ⇒ dm = σdS dS phẳng: dm * Vật có dạng khối: ρ= ⇒ dm = ρdV dV 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN 3.2 Công thức tính mômen quán tính a) Nếu VR gồm nhiều chất điểm phân bố gián n đoạn 2 I = ∑ mi Ri i =1 b) Nếu VR gồm nhiều chất điểm phân bố liên tục I = ∫ R dm 2 m BÀI TẬP ỨNG DỤNG 1 Cho cơ hệ như hình vẽ, các viên bi (xem như những chất điểm) có cùng khối lượng là 1kg. Tính momen quán tính của hệ đối y(m) với trục Oz. 1 x(m) -1 1 -1 BÀI TẬP ỨNG DỤNG 1 n I = ∑ mi R y(m) ( x(m) 1 -1 i =1 2 4 4 ) + m y + m2 y + m y + m4 y 2 4 I = m x +m x +m x +m x 1 -1 2 i ( 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 3 3 2 2 = 4(kgm ) 2 2 3 3 ) BÀI TẬP ỨNG DỤNG 2 Tính momen quán tính của một thanh đồng chất có chiều dài l, khối lượng m trong 2 trường hợp: a)Trục quay vuông góc với thanh tại trung điểm. b)Trục quay đi qua một đầu của thanh ∆ dm  − 2 0 x+dx  2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG 2 ∫ I = ∆ 2 x dm m dm = ρdV = ρSdx  2 0  − 2 2 1 m 3 I = ∫ ρSx dx = ρS = 12 12  − 2 2 2 m I= 12 dm x+dx  2 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN 3.3 Mômen quán tính của một vài VR cơ bản a) Thanh đồng chất - Đối với trục đi qua trung điểm của thanh 2 m I= 12 - Đối với trục đi qua một đầu của thanh 2 m I= 3 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN b) Vòng tròn, hình trụ rỗng I = mR 2 ( ∆) ( ∆) R O R dm 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN c) Đĩa tròn, hình trụ đặc I( ∆) 2 I ( ∆′ ) ( ∆) mR 2 = 2 O R 2 mR m = + 4 12 ( ∆) ( ∆) O R ( ) R ( ∆′ ) 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN d. Hình nón 3 I= mR 2 10 z R H r O e. Hình cầu 2 I = mR 2 5 z r O R A 3. MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA MỘT VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN 3.4. Định lý Huyghens-Steiner cho mômen qu tính đối với trục bất kỳ không đi qua khối tâm I ( ∆′ ) = I ( ∆ ) + md 2 ( ∆) I ( ∆ ) : mômen quán tính đối với trục khối tâm I ( ∆′ ) : mômen quán tính đối với trục ( ∆′) đi qua khối tâm ∆′) ( ∆ ) (và d : khoảng cách giữa đi qu khôn BÀI TẬP ỨNG DỤNG 1 Áp dung định lý Huyghens-Steiner tính momen quán tính của một thanh đồng chất có chiều dài l, khối lượng m đối với trục quay đi qua một đầu của thanh BÀI TẬP ỨNG DỤNG 2 Xác định momen quán tính của một thanh đồng chất có chiều dài L, khối lượng M đối với trục quay vuông góc với thanh và đi qua một trung điểm của thanh trong 2 trường hợp: a)Hai đầu thanh gắn 2 chất điểm có khối lượng m b)Hai đầu thanh gắn 2 quả cầu có khối lượng m, bán kính R 4. ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN TRONG CHUYỂN ĐỘNG QUAY - Vật rắn quay quanh một trục cố định 1 2 K q = Iω 2 - Vật rắn chuyển động tịnh tiến 1 2 K tt = mvC 2 - Vật rắn chuyển động lăn 1 1 2 2 K = K tt + K q = mvC + Iω 2 2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Tính động năng toàn phần của một xe môtô có khối lượng 100kg (gồm thân xe 60kg, mỗi bánh xe 20kg) đang chạy với vận tốc 54km/h 5. ĐL BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG CỦA VẬT RẮN QUAY 5.1 Trường hợp một vật rắn   dL   M= = 0 → L = Iω = const dt Pb: Nếu mômen của ngoại lực tác dụng lên vật bằng không thì mômen động lượng của nó được bảo toàn 5. ĐL BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG CỦA VẬT RẮN QUAY 5.2 Hệ gồm nhiều vật rắn quay quanh trục   dL  n  M= = 0 → L = ∑ I iωi = const dt i =1 Pb: Nếu mômen lực tổng hợp tác dụng lên h vật bằng không thì mômen động lượng của h được bảo toàn BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một đĩa tròn có khối lượng M = 100kg, bán kính R = 1m đặt nằm ngang, quay quanh trục thẳng đứng đi qua tâm đĩa với vận tốc góc 10v/phút. Trên đĩa, tận mép đĩa có một người khối lượng m = 25kg. Xác định: a)Mômen quán tính và mômen động lượng của hệ CHƯƠNG 5 DAO ĐỘNG CƠ HỌC Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học DAO ĐỘNG CƠ HỌC - Khái niệm về dao động - Dao động cơ điều hoà - Dao động tắt dần - Dao động cưỡng bức DAO ĐỘNG CƠ HỌC 1.Khái niệm dao động Dao động là chuyển động lặp đi lặp lại nhiều lầ 2. DAO ĐỘNG CƠ ĐIỀU HÒA 2. Dao động cơ điều hoà x = A sin(ω0t + ϕ ) 1 - Động năng K = mv 2 2 - Thế năng - Cơ năng 1 2 U = kx 2 2 2 m ω A 1 0 E = kA2 = 2 2 3. DAO ĐỘNG TẮT DẦN Dao động có biên độ giảm dần theo t x(t) x1 = Aoe-βt A t 0 T x2 = -Aoe-βt x(t ) = A0 e − βt sin(ωt + ϕ ) 3. DAO ĐỘNG TẮT DẦN x(t) − βt A ( t ) = A e - Biên độ dđộng 0 - Tần số góc - Chu kỳ mà ω = ω −β 2 0 T= 2π ω02 − β 2 2π T0 = ω0 x1 = Aoe-βt A t 0 2 x2 = -Aoe-βt T } ⇒ T>T 0 3. DAO ĐỘNG TẮT DẦN * Giảm lượng loga: đặc trưng cho mức độ tắt d của một dao động A(t ) βT =e A(t + T ) A(t ) δ = ln =βT A(t + T ) ⇒ A(t ) = A0 e : giảm lượng loga − δ T t 4. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC F = F0 sin Ωt - Ngoại lực cưỡng bức - Dao động cưỡng bức = DĐ tắt dần + DĐĐH với tần số riêng của ngoại lực xtatdan (t ) = A0 e − βt sin(ωt + ϕ )  2β Ω  xdddh (t ) = sin  Ωt − arctg 2 2  2 22 2 2 ω − Ω 0   ω − Ω + 4β Ω ( f0 ) ⇒ xcuongbuc = xtatdan (t ) + xdddh (t ) 4. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC *Nhận xét • Do e −β t giảm nhanh nên sau t ta có  f0 2βΩ  xcuongbuc = xdddh = sin  Ωt − arctg 2 2  ω0 − Ω   ω 2 − Ω 2 2  + 4β 2 Ω 2    Ω •Biên độ của DĐ cưỡng bức phụ thuộc vào Amax ⇔ Ω conghuong ⇒ HT cộng hưởng 4. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC * Nhận xét Ω •Biên độ của DĐ cưỡng bức phụ thuộc vào Ω conghuong = ω − 2 β 2 0 Amax = A β1 < β2 < β3 β1 F0 2mβ ω − β 2 0 β2 β3 2 0 ω 0 Ω ch Ω BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một vật nặng m = 250g được gắn vào lò xo có độ cứng k = 85N/m dao động tắt dần với hệ số tắt dần r = 70g/s. Xác định: a) Xác định chu kỳ con lắc khi dao động dao động điều hòa b) Thời gian để biên độ của dao động tắt dần giảm xuống còn một nửa giá trị ban đầu của nó c) Thời gian để cơ năng của dao động tắt dần giảm xuống còn một nửa giá trị ban đầu của nó d) Xác định chu kỳ con lắc dao động tắt dần e) Xác định giảm lượng loga của dao động tắt dần CHƯƠNG 6 CƠ HỌC CHẤT LƯU Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học CƠ HỌC CHẤT LƯU - Áp suất - Tĩnh học chất lưu - Động lực học chất lưu lý tưởng - Hiện tượng nội ma sát I. ÁP SUẤT 1. Một số khái niệm Chất lỏng: không nén được a) Chất lưu Chất khí: nén được b) Khối lượng riêng ∆m ρ= ∆V ( kg / m ) 3 I. ÁP SUẤT c) Tỷ trọng của chất lỏng ρL K= ρn d) Áp lực F I. ÁP SUẤT 2. Áp suất Là tỷ số giữa áp lực∆f do chất lưu tác dụng lên toàn bộ diện tích tiếp∆Sxúc với vật rắn Pa ∆f (N/m2) P= 1 Torr = ∆ 1SmmHg = 133 N/m2 = 133 1 at (atmosphere KT) = 9,81.104 N/m2 1 atm (atmosphere VL) = 1,01.105 N/m2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một phòng khách có kích thướt: sàn 3,5m x 4,2m; 3 ρ kk = 1cao ,29(2,4m; kg / m )áp suất 1atm ở nhiệt độ 20 0C. chiều Biết . Xác định: a)Trọng lượng không khí trong phòng b) Lực do khí quyển tác dụng lên sàn căn phòng II. TĨNH HỌC CHẤT LƯU 1. Công thức cơ bản của tĩnh học chất lưu Xét một khối chất lưu có độ cao h đang nằm cân P0 bằng P = P0 + ρgh x h x P II. TĨNH HỌC CHẤT LƯU Nhận xét: Chất lưu nằm CB tại hai điểm ở độ cao h 0 và h. P + ρgh = P0 + ρgh0  Điểm nào càng ở dưới thấp thì P ở đó càng lớn.  h = h0 thì P(h) = P(h0) II. TĨNH HỌC CHẤT LƯU 2. Định luật Pascal Khi chất lưu ở trạng thái cân bằng thì áp suất tại mọi điểm bên trong lòng chất lưu phân bố đều theo mọi phương với độ lớn bằng nhau. II. TĨNH HỌC CHẤT LƯU 3 Nguyên lý Pascal và đòn bẩy thủy tinh Xét bình thông nhau bên trong chứa chấtlưu.  F2 Nguyên lý Pascal cho ta: F1 F1 F2 = S1 S 2 d1 S2 S1 d2 II. TĨNH HỌC CHẤT LƯU 4 Định luật Archimede Pb: Khi một vật nhúng vào trong chất lưu, chất lưu sẽ tác dụng lên vật đó một lực có độ lớn bằng trọng lực của phần chất lưu bị vật chiếm chổ. Lực này có phương trùng với phương của trọng lực vật nhưng  còn gọi  là lực đẩy Arncimede. ngược chiều R = − ρ LVn g R = ρ LVn g Trong đó :ρ L : khối lượng riêng của chất lưu Vn: thể tích vật ngập trong chất lưu II. TĨNH HỌC CHẤT LƯU Chú ý: Không nên nhầm lẫn giữa lực đẩy Archimede R với trọng lực P của vật. R = ρ LVn g P = mv g = ρV VV g  R Vn   P VV BÀI TẬP ỨNG DỤNG Một cái ly thủy tinh có khối lượng m = 100g được tạo dáng hình trụ đường kính d = 6cm và độ cao h = 17cm được đổ xăng vào đến nửa ly; ly xăng được đem thả vào một chậu nước nguyên chất. Xác định mức độ ngập trong nước của ly xăng. III. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG 1 Khái niệm chất lưu lý tưởng 2 Phương trình liên tục v1∆S1 = v2 ∆S 2 = ... = vn ∆S n Hay: vS = const Pb: “Đối với một ống dòng đã cho, tích của vận tốc chảy của chất lưu lý tưởng với tiết diện thẳng của ống tại mọi nơi là một đại lượng không đổi”.  v2 BÀI TẬP ỨNG DỤNG Diện tích tiết diện S0 của một động mạch chủ của một người bình thường đang đứng nghỉ là 3cm2 và vận tốc v0 của máu là 30cm/s. Một mao mạch bình thường có diện tích 3.10 7 cm2 và có tốc độ dòng v = 0,05cm/s. Hỏi người đó có bao nhiêu mao mạch. III. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG 3. Phương trình Bernoulli z1 z2 Pb: “Trong chất lưu lý tưởng chảy dừng, áp suất toàn phần (áp suất tĩnh, áp suất động, áp suất thủy lực) luôn bằng nhau đối với tất cả các tiết diện ngang của ống”. III. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG 1 2 1 2 P1 + ρv1 + ρgz1 = P2 + ρv2 + ρgz 2 2 2 1 2 Hay P + ρv + ρgz = const 2 Với: P : áp suất tĩnh 1 2 ρv : áp suất động 2 ρgz : áp suất thủy lực III. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG Hệ quả: - Nếu ống dòng nằm ngang: 1 2 P + ρv = const 2 - Nếu ống dòng có hai mặt tiếp xúc không khí: 1 2 ρgh + ρv = const 2 - Nếu ống dòng có tiết diện không đổi: P + ρgh = const BÀI TẬP ỨNG DỤNG Ở đáy một bình hình trụ D có khoét một lỗ tròn nhỏ đường kính d. Hãy tìm sự phụ thuộc của vận tốc hạ thấp mực nước trong bình vào chiều cao h của mực nước đó. h  v1  v2 h2 h1 4 Ứng dụng phương trình Bernoulli  Giải thích một số hiện tượng đơn giản - Cửa sổ đang đóng bị bật tung ra ngoài khi có gió lớn thổi ngang - Hiện tượng tốc mái nhà khi có bão - Hiện tượng quả bóng bay xoáy vào khung thành - Lưc nâng cánh máy bay.  Máy đo vận tốc dòng chảy Venturi  Đo vận tốc của máy bay nhờ ống Pi tô Đo vận tốc chất lỏng. Ống Ven-tu-ri. S 2 s ∆p vS = ρ (S 2 − s 2 ) 2 vs = 2 S ∆p ρ (S 2 − s 2 ) 2 s v1 v2 ∆h Đo vận tốc của máy bay nhờ ống Pi-tô. Hoạt động: độ chênh lệch hai mực chất lỏng cho phép ta tính vận ∆h tốc của máy bay. v= 2 gρ∆h ρ KK Lực nâng cánh máy bay F N Áp suất tĩnh ở phía trên nhỏ hơn áp suất tĩnh phía dưới tạo nên lực nâng IV. HIỆN TƯỢNG NỘI MA SÁT (nhớt) 1. Hiện tượng nội ma sát - Vận tốc định hướng của các phân tử theo một phương là khác nhau. - Hiện tượng nội ma sát: giữa hai lớp chất lưu có lực tương tác (lực nội ma sát). 2. ĐL Newton du F=η ∆S dz 3. Công thức Stokes - Độ biến thiên vận tốc u=0 du 0 − u 3u = = 2 dz 2r r 3 - Lực nội ma sát tác dụng lên quả cầu F = 6πηru PHẦN 2: NHIỆT HỌC CHƯƠNG 7: KHÍ LÍ TƯỞNG CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ THỨ I NĐLH CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ THỨ II NĐLH CHƯƠNG 10: KHÍ THỰC Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học CHƯƠNG 7 KHÍ LÝ TƯỞNG Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học KHÍ LÍ TƯỞNG - Cấu tạo vật chất - Đối tượng và pp nghiên cứu nhiệt học - Nhiệt độ - Nhiệt lượng - Ptrình trạng thái của KLT - Năng lượng cđ nhiệt-Nội năng của 1. CẤU TẠO VẬT CHẤT 1.1. Cấu tạo vật chất Vật chất được cấu tạo từ những ptử. Ptử gồm một hoặc nhiều ngtử. - Ptử một nguyên tử: Ar, He, Li - Ptử hai nguyên tử: O , H , 2 2 N - 2Ptử có từ 3 nguyên tử trở lên: CO2, H2O, .. 1. CẤU TẠO VẬT CHẤT 1.2. Chuyển động phân tử Chuyển động Brown Chuyển động khuếch tán 2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA NHIỆT HỌC 2.1 Đối tượng nghiên cứu Những quá trình xảy ra bên trong vật: nóng lên khi ma sát, nóng chảy hoặc bốc hơi khi bị nung nóng … động nhiệt của các phân Chuyển tử 2.2 PP nghiên cứu PP thống kê (khái niệm xác suất) PP nhiệt động (hệ nhiều hạt) 2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA NHIỆT HỌC 2.3 Thuyết động học về cấu tạo phân tử vật c Vật chất được cấu tạo từ một số rấtptử lớnluôn các chuyển ptử Các ⇒ động hỗn loạn ko ngừng Các ptử va chạm với thành bình biến thiên xung lượng áp suất sự 2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA NHIỆT HỌC 2.3 Thuyết động học về cấu tạo phân tử vật c 2 P = n Ed 3 Với N n= V : mật độ phân tử 1 2 Ed = mv : động năng tịnh tiến TB của một P 2 3. NHIỆT ĐỘ - NHIỆT LƯỢNG - Nhiệt độ: là đại lượng VL đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm trong cđ nhiệt của các ptử Vật có nđộ càng cao vận tốc cđ nhiệt càng lớn động năng cđ nhiệt càng lớn - Nhiệt lượng: phần năng lượng của cđ hỗn loạn của các ptử vật “nóng hơn” sang các ptử vật “lạnh hơn” 3. NHIỆT ĐỘ - NHIỆT LƯỢNG 2 θ = E d = k BT 3 Với k B = 1,38.10 T: 0 K −23 0 J / K : hằng số Bônzơman 3. NHIỆT ĐỘ - NHIỆT LƯỢNG 0 373 K 1000C 2120F 0 0 0 273 K 00C 320F K = C + 273 0 90 F = 32 + C 5 4. PTR TRẠNG THÁI CỦA KLT Khí lý tưởng Các ptử được xem là chất điểm Chỉ tương tác nhau khi va chạm Là va chạm đàn hồi 4. PTR TRẠNG THÁI CỦA KLT Ta có 2 P = n Ed = nk BT 3 PV = Nk BT N Với n = V N m m = → N = NA Mặt khác NA µ µ m m PV = N A k BT = RT µ µ 4. PTR TRẠNG THÁI CỦA KLT m PV = RT µ Trong đó N A = 6,02.10 (ptử/kmol) µ : khối lượng 1kmol khí (kg/kmol) m : khối lượng khí (kg) 26 R = N A k B = 8,31.10 (J/kmol 0K) 3 R = 84 (lít at/kmol 0K) 4. PTR TRẠNG THÁI CỦA KLT * Hệ quả: - Quá trình đẳng nhiệt ( T = const) PV = const (ĐL Boyle Mariotte) - Quá trình đẳng áp ( P = const) V = const (ĐL Gay-Lussac) T - Quá trình đẳng tích ( V = const) P = const T (ĐL Charles) BÀI TẬP ỨNG DỤNG Người ta nhốt 32g khí oxy vào một bình kín thể tích 1 lít ở nhiệt độ 27 0C. Xác định áp suất do khối khí trên tạo ra trong bình. 5. NL CHUYỂN ĐỘNG NHIỆT - NỘI NĂNG CỦA KLT 5.1 Số bậc tự do i “Là số tọa độ độc lập cần thiết để xác định vị trí và cấu hình phân tử” - Ptử đơn nguyên tử: i = 3 (3 bậc tịnh tiến) - Ptử hai nguyên tử: i = 5 (3 tịnh tiến + 2 quay) - Ptử có từ 3 nguyên tử trở lên: i = 6 (3 tt + 3 quay) 5. NL CHUYỂN ĐỘNG NHIỆT - NỘI NĂNG CỦA KLT 5.2 Năng lượng chuyển động nhiệt - NL chuyển động nhiệt của 1 ptử có i bậc tự do i Ei = 2 k BT - NL cđộng nhiệt của 1 kmol khí có i bậc tự do E = i N k T = i RT ( J / kmol ) µ 2 A B 2 - NL cđộng nhiệt của 1 khối lượng khí bất kỳ m i E= RT µ 2 (J) 5. NL CHUYỂN ĐỘNG NHIỆT - NỘI NĂNG CỦA KLT 5.3 Nội năng của KLT a. Nội năng của KLT mi m U= RT ( kmol ) µ2 µ b. Độ biến thiên nội năng mi ∆U = R∆T µ2 6. SỰ PHÂN BỐ VẬN TỐC CỦA CÁC PHÂN TỬ KHÍ 6.1. Phân bố Maxwell - Theo phương Ox ptử có vận tốc vx Số ptử có vx nằm trong khoảng vx đến vx+dx dN (v x ) f (v x )dv x = N +∞ ⇒ ∫ f (v x )dv x = 1 −∞ f (v x ) : hàm phân bố vận tốc của ptử khí - Theo ba phương Ox,Oy, Oz ptử có vận tốc v f (v ) = (v x , v y , v z ) = f (v x ) f (v y ) f (v z ) 6. SỰ PHÂN BỐ VẬN TỐC CỦA CÁC PHÂN TỬ KHÍ 6.1. Phân bố Maxwell a. Ý nghĩa của hàm phân bố +∞ Xác định giá trị TB của A A = ∫ A(v x ) f (v x )dv x −∞ b. Dạng hàm phân bố  m   f (v) = f (v x , v y , v z ) =   2πk BT  3 2  mv 2   exp −  2k T  B   6. SỰ PHÂN BỐ VẬN TỐC CỦA CÁC PHÂN TỬ KHÍ c. Hàm phân bố theo độ lớn vận tốc 3 2 2    m mv 2 2 2   exp − F (v) = 4π v f (v) = π v   2k T  2 π k T B   B   6. SỰ PHÂN BỐ VẬN TỐC CỦA CÁC PHÂN TỬ KHÍ c. Hàm phân bố theo độ lớn vận tốc v XS - Vận tốc có xác suất cực đại 2k BT = m - Vận tốc trung bình số học v = 8k BT πm - Vận tốc quân phương = Vận tốc trung bình vqp 3k BT = v = m 2 6. SỰ PHÂN BỐ VẬN TỐC CỦA CÁC PHÂN TỬ KHÍ 6.2 Phân bố Boltzman Ptử khí phân bố không đều trong không gian. Sự phân bốkhí của ptử phụ thuộc vào độ - Mật độ ptử cao và t mgh n = n0 exp(− ) n : mât độ ptử ở h 0 k BT =0 - Áp suất của ptử khí mgh P = P0 exp(− ) P0: áp suất ptử ở h k BT =0 CHƯƠNG 8 NGUYÊN LÝ I NĐLH Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ I NĐLH 1. Trạng thái cân bằng và các quá trình cân bằ 2. Khái niệm về năng lượng, công, nhiệt lượng 3. Nguyên lý thứ I NĐLH. 4. Nhiệt dung riêng của KLT. 5. Ứng dụng NLI để tính công trong các quá tr CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ I NĐLH 1. Trạng thái CB và các quá trình nhiệt động 1.1 Trạng thái CB Các thông số: P, V, T,… không đổi đồng thời trong hệ không có các quá trình truyền nhiệt, dẫn nhiệt hoặc khuếch tán 1.2 Quá trình CB Quá trình CB: một chuỗi liên tiếp các trạng thái CB. 1.3 Quá trình thuận nghịch CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ I NĐLH 2. Khái niệm về năng lượng, công và nhiệt lư 2.1. Năng lượng (NL) - NL của hệ = nội năng. - Nội năng là hàm đơn trị của trạng thái 2.2. Công - KN công gắn liền với sự thay đổi thể tích. - Công là hàm của quá trình. V2 A = − ∫ PdV V1 Dấu (-) chỉ công thực hiện. A>0: hệ nhận công A0: hệ nhận m nhiệt Q= C∆T µ Q [...]... vecto b c) vecto a vuông góc với vecto b d) Góc giữa chúng là 1200 ; 600 Bộ môn Vật lý CHƯƠNG 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Bộ môn Vật lý – Khoa Khoa Học 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Chuyển động cơ học • Động học • Chất điểm r A • Không gian & thời gian B 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Hệ quy chiếu Hqcqt Hqc kqt 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU • Hệ tọa độ Decaster z r k r r O r j r i x r ... ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CHƯƠNG 3: CÁC ĐL BẢO TOÀN TRONG CƠ HỌC CHƯƠNG 4: CƠ HỌC VẬT RẮN CHƯƠNG 5: DAO ĐỘNG CHƯƠNG 6: CƠ HỌC CHẤT LƯU CHƯƠNG 7: KHÍ LÝ TƯỞNG CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ... HAI NĐLH CHƯƠNG 10: KHÍ THỰC TÀI LIỆU THAM KHẢO • • • • GT Cơ Nhiệt ĐC – Lương Duyên Bình BT Cơ Nhiệt ĐC – Lương Duyên Bình Cơ sở VL tập – David Halliday VLĐC – Các nguyên lý và ứng...GIỚI THIỆU Cơ Nhiệt ĐC là môn học gì? Nghiên cứu vấn đề gì? Nghiên cứu thế nào? Bô ô môn Vâ ôt lý – Khoa Khoa học CHƯƠNG TRÌNH CƠ NHIỆT ĐC • • • • • • • • •