SKKN TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CASIO LÝ PHẦN 2 NHIỆT HỌC PHÂN TỬ

HI NG KHOA HC TRNG THPT Vế VN KIT SNG KIN KINH NGHIấM: TI LIU BI DNG HC SINH GII CASIO Lí PHN 2: NHIT HC PHN T H v tờnngi thc hin: Nguyn c Thng Mụn : Vt lý Lnh vc : Bi dng nõng cao nng lc chuyờn mụn Phc long ,ngy 20 thỏng nm 2015 A T VN Kỡ thi Gii cỏc bi toỏn Vt lớ trờn mỏy tớnh cm tay l ni dung mi cỏc kỡ thi vũng tnh v khu vc Ni dung thi cú nhiu im mi: * Cu trỳc bn thi Bn thi gm cú bi toỏn nm gii hn ni dung thi chng trỡnh mụn hc, cp hc Cỏc bi toỏn cú yờu cu v cỏch gii v k thut tớnh toỏn cú s h tr ca mỏy tớnh cm tay Phõn b bi toỏn cỏc phn kin thc k nng l: C hc (2 bi), Nhit hc (1 bi), in hc (2 bi), Quang hc (1 bi) Mi bi thi gm phn: Phn u bi toỏn, phn ghi cỏch gii v phn ghi kt qu (Phn u bi l mt bi toỏn t lun ca b mụn c in sn thi Phn ghi cỏch gii: yờu cu thớ sinh lc ghi túm tt cỏch gii bng ch v biu thc cn tớnh toỏn kt qu Phn kt qu: ghi ỏp s ca bi toỏn) * Hng dn cỏch lm bi v tớnh im gii mt bi toỏn Vt lớ, thớ sinh phi ghi tng ng túm tt cỏch gii v ỏp s vo phn Cỏch gii v phn Kt qu cú sn thi Mi bi toỏn c chm im theo thang im Phõn b im nh sau: Phn cỏch gii 2,5 im v phn tớnh toỏn kt qu chớnh xỏc ti ch s thp phõn 2,5 im im ca mt bi toỏn bng tng im ca phn trờn im ca bi thi l tng im thớ sinh lm c (khụng vi phm qui ch thi) ca bi toỏn bi thi Trong quỏ trỡnh ging dy hc sinh d thi cỏc k thi Gii cỏc bi toỏn Vt lớ trờn mỏy tớnh cm tay, tụi ó h thng c mt s ni dung giỳp cho vic dy ca thy v hc ca hc sinh cú cỏch nhỡn tng quỏt v mụn hc ny Do ti c biờn son thi gian ngn nờn tụi ch trỡnh by ni dung ca phn : Nhit hoc chng trỡnh vt lý ph thụng Rt mong c s gúp ý ca quớ thy cụ v cỏc bn ng nghip ti c hon thin hn B NI DUNG I C s lớ lun: Do nhu cu i mi phng phỏp dy hc, i mi cỏch thi v Mỏy tớnh cm tay casio, ú ti liu cho cỏc em ụn tp, luyn cỏc thi l rt cn thit II.C s thc t: Thc t ging dy trng THPT Vừ Vn Kit cú nhiu i tng nờn vic hng dn cỏc em dng kin thc vt lớ vo mỏy tớnh cm tay cng tựy vo tng i tng, nhng mc khỏc chuyờn ny, ngi vit ch trung i tng HSG dng kin thc vt lớ lm bi thi hc sinh gii III Ni dung ti: Nhng chỳ ý dng gii cỏc bi toỏn Vt lớ trờn mỏy tớnh cm tay - Ghi tt cỏch gii bi toỏn v kt qu tớnh bng ch phn Cỏch gii - Trong quỏ trỡnh tớnh toỏn, cn ly kt qu cho phộp tớnh tip theo thỡ lm trũn n ch s thp phõn - S dng cỏc hng s vt lớ c ci t sn mỏy tớnh tớnh toỏn - Ghi kt qu ca bi toỏn lm trũn n ch s thp phõn c n v vo phn Kt qu Nguyờn tc lm trũn s kt qu bi toỏn hoc ly kt qu cho phộp tớnh sau - Lm trũn sau du phy s - T 0,5 tr lờn thỡ lm trũn lờn Cũn < 0,5 thỡ lm trũn xung Vớ d: * Nu tớnh c tc l 15,44565m/s thỡ KQ: 15,4457m/s * Nu tớnh c tc l 15,445645m/s thỡ KQ: 15,4456m/s Mt s thao tỏc n phớm i vi mỏy tớnh FX 570MS: * Gi hng s vt lý Gia tc trng trng(gia tc ri t do)g: CONST 35 Hng s hp dn G: CONST 39 Hng s : Shift + EXP * i t n v ny sang n v khỏc i t km/h sang m/s: Shift + CONST 19 i t km sang dm(mile): Shift + CONST 08 i t dm(mile) sang km : Shift + CONST 07 * Cỏc bin nh: cỏc bin nh (t A n F, M, X v Y) dựng gỏn d liu, hng s, kt qu v cỏc giỏ tr khỏc Vớ d: gỏn s 50,123456 vo bin A Bm Shift Mode = AC 50.123456 Shift STO A Cỏc vớ d minh cỏch gii v ghi vo bn thi 4.1 Phng trỡnh trng thỏi khớ lý tng 4.1.1 Mt s kin thc c bn v nõng cao nh lut Bụil- Marit Nu T=const thỡ P.V=const nh lut Charles Nu V=const thỡ P =const T Phng trỡnh trng thỏi khớ lý tng: T hai nh lut núi trờn ta suy Phng trỡnh trng thỏi khớ lý tng: P.V =const T nh ngha khớ lý tng: khớ lý tng l cht khớ m cỏc thụng s P,V,T tuõn theo ỳng phng trỡnh trng thỏi Núi cỏch khỏc khớ lý tng l khớ ỳng c hai nh lut Bụil-Mariụt v Charles nh lut antụn: p sut ca mt hn hp khớ bng tng cỏc ỏp sut riờng tng phn ca tng cht khớ cú hn hp: P = P1 + P2 + + Pn Phng trỡnh Menờleep-Claperon a Tớnh hng s: T phng trỡnh P.V =const v phi i vi T mt mol khớ ký hiu l R gi l hng s ca cht khớ Ta cú iu kin tiờu chun T=273K v P=1atm=1,013.105 N/m2 thỡ mt mol khớ cú V=22,4l Trong h n v SI ta cú: P 1, 013.105.22, 4.103 = =8310J/mol.K=8,31J/Kmol.K V 273 m M ta cú lng m cht khớ thỡ cú mol Phng trỡnh m Menờleep-Claperon: P.V = ( ).RT R = P 4.1.2 S ph thuc ỏp sut vo nhit : Gi N l s phõn t cha m v NA l s avụgarụ ta s cú: m N = NA R P.V=N N T t A N = n l s phõn t mt n v th V R tớch ta cú P=n.KT vi K= N gi l hng s Bụnzman A p sut ph: Cng lờn cao ỏp sut cng gim, cng xung thp ỏp sut cng tng.Trờn hỡnh v ta cú: PA = P0 DghA v PB = P0 + DghB Nu bi toỏn gi thuyt cho n v o ỏp sut l N/m hoc Pa thỡ ta dựng cụng thc trờn Nu bi toỏn gi thuyt cho n v o ỏp sut l mmHg thỡ ta dựng cụng thc PA = P0 hA v PB = P0 + hB vi hA, hB l ct cao o bng mm Nu bi toỏn gi thuyt cho cht lng ta dựng cụng thc PB = P0 - h h v PB = P0 + Trong ú d l lng riờng ca d d thu ngõn PA hA P0 hB PB 4.1.3 Phng phỏp gii cỏc bi Cn nh rng cỏc nh lut cht khớ c ỏp dng cho mt lng cht khớ khụng i, khụng cú s bin i hoỏ hc Khi lm bi cn a v cựng mt n v SI Cn xỏc nh trng thỏi u, trng thỏi cui t ú xỏc nh i lng c bo ton, i lng bin i t ú ngi lm bi s xỏc nh c cn ỏp dng nh lut no, cụng thc no Khi lm bi v th biu din s thay i trng thỏi ca khớ lý tng thỡ ta da vo th ỏp dng cỏc nh lut thc nghim xỏc nh cỏc thụng s: P,V,T T ú ta v c th biu din cỏc quỏ trỡnh trờn trc to khỏc 4.1.4 Cỏc bi vớ d BI Mt qu búng cú dung tớch khụng i V=2,5 l cha khụng khớ 1at Dựng mt cỏi bm khụng khớ cú ỏp sut 1at a vo qu búng mi ln bm ta c 150cm2 khụng khớ vo búng Hi sau 20 ln bm thỡ ỏp sut bờn qu búng l bao nhiờu? Cho rng lỳc bm nhit khụng i Gi ý cỏch gii Gi P1,V1,P2,V2 ln lt l ỏp sut v th tớch trc v sau bm qu búng Trng thỏi u: p sut P1=1at, th tớch V1=20.0,15+2,5=5,5 l , T1=T Trng thỏi sau: p sut P2=?, th tớch V2=2,5 l , T2=T Do nhit khụng i nờn ta ỏp dng nh lut Bụil-Marit P1.V1=P2.V2 Kt qu P2=2,2at PV 1 P2= V Thay s vo ta c P2=2,2at BI Ta dựng bm cú din tớch pitụng 8cm2 khong chy 25cm bm mt bỏnh xe p cho ỏp lc ca bỏnh xe lờn ng l 350N thỡ din tớch tip xỳc l 50cm3 Ban u bỏnh cha khụng khớ ỏp sut khớ quyn Po=105pA v cú th tớch V0=1500cm3 Gi thuyt ỏp sut bỏnh vt 1,5 P0 thỡ th tớch la 2000cm3 Gi thit bm chm nhit khụng i a Tớnh s ln phi bm b Nu bm h Thc t mi ln bm ch a c 100cm3 vo bỏnh xe thỡ cn bao nhiờu ln Gi ý cỏch gii Kt qu Ta xột ỏp sut ca bỏnh xe sau bm P2=P0+P a n=10 ln Trong ú ỏp sut ỏp lc ca bỏnh xe lờn b n=19 ln ng P = F =0,7.105 Pa P2=1,7.105 Pa>P0 S Do ú th tớch bỏnh xe sau bm l V2=2000cm3 Gi n l s ln bm t c ỏp sut P2 a Mt ln bm ta a vo: 8.25=200cm3 khụng khớ ỏp sut P0 vo bỏnh xe, vi n ln bm thỡ V1=( 1500+200.n)cm3 Trng thỏi u: V1=( 1500+200.n)cm , P0=10 Pa, T1=T Trng thỏi sau: Gi ý cỏch gii V2=2000cm , P2=1,7.10 Pa, T2=T Vỡ nhit khụng i nờn P1.V1=P2.V2 Thay s vo ta cú n=10 ln b Nu mi ln bm ch a vo c 100cm3 thỡ lp lun tng t ta c n=19 ln Kt qu BI Mt pitụng cú trng lng khụng ỏng k v trớ cõn bng mt bỡnh hỡnh tr kớn Phớa trờn v phớa di pitụng cú khớ, lng v nhit trờn v di nh nhit T th tớch phn trờn gp ln th tớch phn di Nu tng nhit lờn 2T thỡ t s hai th tớch y l bao nhiờu? Gi ý cỏch gii Gi P0 l ỏp sut ca khớ trờn pitụng, ỏp sut ca khớ di pitụng s l P0 + PT Trong ú PT l ỏp sut ph to nờn trng lc ca pitụng Vỡ lng khớ trờn pitụng v di pitụng l nh nờn ta cú phng trỡnh trng thỏi: P0 3V0 ( P0 + PT ) V0 = T T Ta cú PT=2P0 Gi VT,VD l th tớch khớ trờn v di pitụng, P l ỏp sut nhit 2T ú ỏp sut di pitụng l P+PT = P+PT Phng trỡnh trng thỏi cho khớ trờn pitụng P V P.VT P0 3V0 = VT = 0 2T T P Phng trỡnh trng thỏi cho khớ pitụng ( P + P0 ) VD 2T = P0 3V0 P0 V0 VD = T P + P0 Chỳ ý rng th tớch ca xy lanh l khụng i nờn ta cú VT+VD=4V0 thay th tớch ngn v ngn di vo ta cú phng trỡnh bc hai P -P0P+3P02=0 gii phng trỡnh bc hai ta cú nghim: P0 + 13P0 P 13P0 P= loi b nghim õm P= Kt qu VT P + P0 = = 1,87 VD P Gi ý cỏch gii Thay vo t s th tớch ngn ta c Kt qu VT P + P0 = = 1,87 VD P 4.1.5 Bi tng t BI Hai bỡnh thụng cú cựng th tớch V0=200cm3 c ni vi ng nm ngang cú din tớch 20mm2 00c gia ng cú mt git thu ngõn ngn khụng khớ hai bờn ng Nu nhit mt bỡnh l tC, bỡnh l -tC thỡ git thu ngõn dch chuyn 10cm Tớnh nhit tC S: t=2,730C BI cú bỡnh thụng V1=V, V2=2V, V3=3V nhng cỏch nhit vi Ban u cỏc bỡnh cha khớ cựng nhit T0 v ỏp sut P0 Ngi ta h nhit bỡnh xung T1=T0 v nõng nhit bnhf lờn T2=1,5T0, bỡnh lờn T3=2T0 Tớnh ỏp sut mi P? HD: Gi n l s mol bỡnh cú V=V1+V2+V3 Tớnh s mol tng bỡnh, ỏp dng tng s mol khụng i Tỡm P0 = 36 P0 29 BI Mt bỡnh kớn hỡnh tr t thng ng c chia thnh hai phn bng mt pitụng nng cỏch nhit ngn di cha 1mol, ngn trờn cha 3mol ca cựng mt cht khớ Nu nhit hai ngn bng T1=400K thỡ ỏp sut ngn di gp ụi ỏp sut ngn trờn Nhit ngn trờn khụng i, ngn di cú nhit T2 no thỡ th tớch hai ngn bng nhau? HD: Cn tỡm ỏp sut ph P0 pitụng gõy cho ngn di : P1=P0, Vỡ s mol hai ngn l nh nhaudựng PTTT tỡm c 2V2=3V1 Dựng BụilMarit cho ngn trờn, PTTT cho ngn di ta cú TD=300K BI Hỡnh di l s nộn khụng khớ vo bỡnh cú th tớch V bng bm cú th tớch v Khi pitụng i sang bờn phi thỡ van A úng khụng cho khụng khớ thoỏt bỡnh ng thi van B m A V v A B B Cho khụng khớ i vo xi lanh Khi pitụng i sang bờn trỏi thỡ van B úng, van A m pitụng nộn khụng khớ i vo bỡnh a Ban u pitụng v trớ v ỏp sut bỡnh l P0, ỏp sut khớ quyn PK Tớnh s ln phi n pitụng ỏp sut bỡnh cú giỏ tr Pc Bm chm nhit khụng i b B trớ li van nh hỡnh b thỡ cú th hỳt khụng khớ bỡnh Ban u pitụng v trớ mt, ỏp sut bỡnh P0 Tớnh s lõn fcn kộo pitụng ỏp sut bỡnh gim i r ln Pc = S: a n = ( PC P0 ) V PK v P0 r ú PK,PC,P0 l ỏp sut khớ xi lanh, bỡnh v ỏp sut cui cựng V +v n b r = V BI Mt mol khớ lý tng thc hin chu trỡnh 1-2-3-4 bit T1=T2=400K V(l) 40 10 200K 400K T(K) T3=T4=200K, V1=40l,V3=10l,.Tớnh ỏp sut cỏc trng thỏi v v th P-V S: P1=P4=0,83.105Pa, P2=P3=1,66.105Pa BI Mt thựng kớn cao 3m cha y nc ỏy thựng cú hai bt khớ th tớch bng p sut ỏy thựng 1,5.105Pa a.p sut ny cú giỏ tr bao nhiờu nu c hai bt khớ i lờn sỏt mt thoỏng b.Nu mt bt khớ i lờn sỏt np cũn bt li ỏy bỡnh Ly g=10m/s2 HD: a Dựng ỏp sut ph P=P0+Dgh=1,795.105 Pa b.Gi P1 l ỏp sut ỏy bỡnh ú P2 l ỏp sut trờn sỏt np P2=(P1Dgh), th tớch hai bt khớ l khụng i nờn V1+V2=2V p dng nh lut Bụimarit cho hai bt khớ rỳt phng trỡnh bc hai P12 ( P0 + Dgh ) P1 + P0 = ly nghim dng P1=16,6Kpa 4.2 Nguyờn lý ca nhit ng lc hc ỏp dng vo cỏc quỏ trỡnh: 4.2.1 Nhc li v b sung kin thc Cụng v nhit lng : + Cụng gin n hoc nn mt khớ : A = P ( V2 V1 ) = PV V l bin thi th tớch V > cht khớ nhn cụng V < cht khớ sinh cụng A + Nhit lng : Q l nhit lng vt thu vo hay mt i c tớnh bng Jun hoc calo - Q = mc ( t2 t1 ) Phng trỡnh cõn bng nhit Nhit hoỏ hi Q = Lm ( L nhit lng hoỏ hi ) Nhit núng chy Q = m ( nhit núng chy ) Nhit t chỏy Q = mq ( q nng sut to nhit ) Ni nng : Ni nng ca mt vt l dng nng lng bao gm ng nng ca chuyn ng hn n cỏc phõn t to nờn vt v th nng tng tỏc gia chỳng Kớ hiu U , U ph thuc vo( V & T) - Cú hai cỏch bin i ni nng , ú l : Thc hin cụng & Truyn nhit Nguyờn lý th nht NLH : - Nhit lng truyn cho vt U =Q+ A Qui c du : U > ni nng vt tng U < ni nng vt gim Q > vt nhn nhit lng Q < vt truyn nhit lng( hnh nhit lng) A > vt nhn cụng A< vt sinh cụng P DNG CHO CC QA TRèNH BIN I TRNG THI : a./ Quỏ trỡnh ng tớch : V = const A= Q = U = CvT ( Cv l nhit dung mol ng tớch ) b./ Qỳa trỡnh ng ỏp : l quỏ trỡnh cú ỏ p sut khụng i P = const , A = PV quỏ trỡnh ng ỏp thỡ nhit lng Q = Cp ( T2 T1 ) ; Cp l - nhit dung riờng ng ỏp : Cp Cv = R , vi Cv = i R ( i l s bc t ) P2 P1 V1 V2 V V V c./ Qỳa trỡnh ng nhit : T = U = Q = -A = -P1V1ln V cụng cú ln bng din tớch phn gch chộo trờn hỡnh d./ Quỏ trỡnh on nhit : h khụng trao i nhit t bờn ngoi Q = cụng A=U =nCv (T2 T1 ) phng trỡnh trng thaớ on nhit : PV =const ; TV-1 =const ; CP T.P-1 =const ú h s = C v e./ Chu trỡnh : l mt quỏ trỡnh thc hin cỏc trng thaớ khộp kớn cú ni nng U=0 Q=A bng ln din tớch phn gch chộo ca mt chu trỡnh ng c nhit : ng c nhit hot ng nh lp i lp li chu trỡnh gin v nộn khớ : - Nguyờn tc hot ng : tỏc nhõn nhn ngun núng nhit lng Q1 truyn cho ngun lnh Q2 nờn cụng A thc hin mt chu trỡnh A=Q1Q2 A + Hiu sut ca ng c nhit : H = Q = Q1 Q2 + Nguyờn tc nõng cao hiu sut : hiu sut cc i ca ng c nhit T1 T2 Hmax = T L hiu sut lý tng Mun nõng cao hiu sut phi nõng cao T1 h thp T2 4.2.2 Cỏc bi ỏp dng nguyờn lý th nht NLH vo cỏc quỏ trỡnh i Phng phỏp gii cỏc bi + Khi lm bi toỏn cú liờn quan n s thu v to nhit ta cn xỏc nh vo vt no thu nhit vt no to nhit ( cn c vo nhit ) ỏp dng phng trỡnh cõn bng nhit cn lu ý nhit lng mt mỏt + Khi lm bi toỏn v bin thiờn ni nng v nguyờn lý th nht cn xỏc nh r du ca cỏc i lng A , Q c bit l du ca A Khi h chu ngoi lc sinh cụng A = -A A + Khi lm baỡ toỏn tỡm nhit lng , hiu sut ca mt chu trỡnh = Q Vi A l cụng khớ thc hin , Q l nhit lng truyn cho khớ mt chu trỡnh Ta cn xỏc nh cỏc ng quỏ trỡnh v lu ý Cv Cp = R , v cụng A l din tớch gii hn + Khi lm bi toỏn v ng c nhit , mỏy lm lnh cn ỏp dng nh ngha hiu sut ( Ta ch xột hiu sut lý tng ) BI TP V D : Bi 10 : Mt hũn bi lng 100g ri t cao 50m xung va chm mm vi mt t Tớnh tng ng nng v tng nhit ca hũn bi chm t , nu 50% tng ni nng bin thnh nhit lm núng viờn bi Cho c=0,13kj/kg.K ly g = 10 m/s2 Gi ý cỏch gii Kt qu Ta xột h gm viờn bi t v khụng khớ Theo nguyờn lý I NLH : U =Q+A Q = U A t =1,9 C =0 Khi vt ri t mt cao h xung mt t thỡ trng lc P = mg sinh cụng A=mgh ú vt Gi ý cỏch gii thc hin cụng A = A = mgh vy ni nng vt tng U=A=mgh=0,1.10.50=50J Mt khỏc 50% ni nng bin thnh nhit nờn U.50% = m.c.t ,vi t tng nhit ca viờn bi chm t t= Kt qu 0,5.gh 0,5.10.50 = = 1,90 C C 130 Bi 11 : Cú 2,6g H2 270C c un núng ng ỏp th tớch tng gp ụi Hy tớnh : a./ Cụng khớ thc hin b./ Nhit lng truyn cho khớ c./ bin thiờn ni nng ca khớ Cho bit Cp = 14,3 kj/kg.K Gi ý cỏch gii a./ Cụng khớ thc hin c : A = P.V= P(V2-V1)=PV1 Theo phng trỡnh Menờleep-Clapờrng ta cú: m A = PV1= RT1 = 2, 6.8,31.800 ; =3241 J b./ Nhit lng truyn cho khớ : Trong quỏ trỡnh ng ỏp thỡ Q=mCpT Ta phi tớnh T t nh lut Gay-luytxc Kt qu a,A= 3241J b,Q= 11154 J c, U=7913 j V1 T1 V = T2 = T1 = 2T1 T = T2 T1 = 300 K V2 T2 V1 Vy Q = mCpT =11154 J c./ bin thiờn ni nng ca khớ : p dng nguyờn lý th nht NLH ta cú : U =Q+A Thay s vo U=7913 j Bi 12 : Mt ng c lý tng nhn nhit t ngun núng mt nhit lng bng 50J Nhit ca ngun núng l 2200C v ngun lnh l 100C Tớnh hiu sut cc i ca ng c v nhit lng to cho ngun lnh Gi ý cỏch gii i vi ng c nhit lý tng thỡ hiu sut l : Kt qu Q= 28,7 kJ T1 T2 H = T Vi T1= 220+273=493K v T2=10+273=283K Vy hiu sut l H = 493 283 ; 0, 426 H = 4, 26 493 % Nhit lng to cho ngun lnh : Q1 Q2 Hiu sut cú th tớnh H = Q Vi Q1 l nhit ca ngun núng , Q2 l nhit ca ngun lnh Nờn Q2=Q1(1-H)=28,7 kJ Bi 13 : Mt mol khớ lý tng n nguyờn t thc hin chu trỡnh kớn P P P V V V Bit rng 1-2 ng ỏp , 2-3 ng tớch , 3-1 ỏp sut ph thuc tuyn tớnh V vo th tớch (on thng ): T1=T2=300K , V = Tớnh nhit lng khớ nhn c tng phn ca chu trỡnh m nhit tng Tớnh hiu sut chu trỡnh 1-2-3 Gi ý cỏch gii Nhit ca khớ tng quỏ trỡnh 1-3 , v mt phn quỏ trỡnh 3-1 Ta tớnh nhit lng trờn tng phn ca cỏc qỳa trỡnh + Qỳa trỡnh 1-2 : Q12 =Cp(T2-T1) M 1-2 ng ỏp Kt qu =12% Gi ý cỏch gii T V 5 2 nờn T = V = , CP = R 1 R( -1)T1= Kt qu cho nờn Q12 = 15 RT1 + Qỳa trỡnh 3-1 : Phng trỡnh ng thng (P,V) nờn i qua im 3,1 ta cú P P PV PV P P1 P P3 = P= 3V + 1 V V1 V V3 V1 V3 V1 V3 Thay cỏc giỏ tr P3= P1, V3=V2= V1 2 P1 P= V + P1 5V1 Mt khỏc t phng trỡnh trng thi ta cú T = PV R Thay vo P T= P1 V + PV Dựng tam thc bc hai ta 5V1 R 5R kho sỏt s bin i ca T theo V ( to nh b 49 , ) Ta tớnh c V4= V1 , T4= 2a 4a 40 T1 Vỡ vy nhit lng m khớ nhn c l Q34=A34=U34 Vi U34=Cv.T )= 33 RT1 80 27 RT1 V A34= ( P3 + P4 )( V4 V3 80 Q34=A34 + U34 = RT1 Du ( - ) chng t khớ 40 nh nhit qu trỡnh 3-4 nhng nhit tng Vy c chu trỡnh thỡ khớ ch nhn nhit lng t quỏ trỡnh 1-2 Hiu sut chu A trỡnh ỗ = Q , 12 A=dt tam giỏc 123 = RT1 Hiu sut ca chu 20 trỡnh l = = 0,12 =12% 25 ii Bi tng t Bi 14 : Nh truyn nhit m 13 g khớ H2 nhit 270C tng th tớch ln ỏp sut khụng thay i Hy tỡm : a./ Cụng m khớ ó thc hin b./ Nhit lng ó truyn cho khớ c./ bin thiờn ni nng ca khớ Cho bit nhit dung riờng ng ỏp Cp = 14,3KJ/kg.K S : A=32,4 KJ , Q=111,54 KJ , U = 79,14 KJ Bi 15 : Mt bỡnh kớn cha g khớ H2 p sut P1 = 1at v nhit t1=270C un bỡnh núng lờn P2 =10at Tớnh bin thiờn ni nng ca khớ Cho bit nhit dung riờng ng tớch Cv= 12,3 KJ/kg.K HD : õy l quỏ trỡnh ng tớch T2 = 3000K mt khỏc U = Q = 66420KJ Bi 16 : Mt ng c nhit lý tng hot ng gia hai ngun nhit cú nhit 1000C v 25,40C thc hin mt cụng 2KJ a./ Tớnh hiu sut ca ng c , nhit lng m nú nhn c t ngun núng v nhit lng nú truyn cho ngun lnh b./ Phi tng nhit ca ngun núng lờn bao nhiờu hiu sut ca ng c t 25% HD : Hiu T1 T2 H= = 20 sut : T A , Q2 = Q1 A = KJ H T ' T ' H ' = ' = 25 0 T1 Q1 = T1' = T2 = 398K t = 1250 C H Bi 17 : Mt cht khớ lý tng n nguyờn t din trờn mt chu trỡnh kớn ( hỡnh v ) Ti im C cú Vc , Pc , cũn im B cú VB=Vc/2 , PB = 2PC Tỡm hiu sut chu trỡnh P B P B C P A A V V HD : Lm ging Bi 21 cú S : 16,5% B C Bi 18 : Mt mỏy lm ỏ hot ng theo chu trỡnh cacn ngc , ngi ta dựng ng c nhit chy mỏy , v y mỏy hỳt nhit ngun lnh V 00C v nh nhit cho ngun núng 600C Hi lm c 1kg nc ỏ 250C thỡ tn bao nhiờu in nng Bit hiu sut ca ng c in l 80 % Nhit núng chy ca nc ỏ l 344J/g HD : Hiu sut chu trỡnh cacn thun H H= T1 T2 Q1 Q2 A HQ2 = = A= T1 Q1 Q2 + A H Trong chu trỡnh ngc , mỏy tiờu th cụng A , ly nhit lng Q2 ca T2 v nh cho T1 mt nhit lng Q= Q2 +A= 440KJ Vy nng lng in W = 120,7KJ C KT LUN I Hiu qu ti : Qua thc t ging dy ca ba nm hc tụi nhn thy cú kt qu rỏt ỏng khớch l : + t gii HSG vũng tnh , gii khuyn kớch vũng quc gia II Kt lun: Trong quỏ trỡnh gii bi toỏn vt lý trờn mỏy tớnh cm tay phn Nhit hc ghi tt cỏch gii bi toỏn mun kt qu chớnh xỏc cn: + iu chnh cỏch vit biu thc s m ta cn tớnh toỏn cho phự hp vi tớnh nng ca mỏy tớnh, ngha l ũi hi mt quỏ trỡnh suy ngh cõn nhc thn trng cỏch vit, v th t u tiờn ca cỏc phộp tớnh v v vai trũ ca du ngoc + Cỏc kt qu ca phộp toỏn cn c gỏn vo cỏc phớm nh Nu phộp tớnh cui cựng ca bi toỏn cú s dng kt qu ca cỏc phộp toỏn trc ú thỡ gi cỏc phớm nh vo phộp tớnh toỏn + Khi gii phng trỡnh bc hai thỡ kt qu c ghi nhn lm trũn n bn ch s thp phõn theo n v bi toỏn Kt qu ny c s dng cho cỏc phộp tớnh tip theo ca bi toỏn + Khi gii h phng trỡnh hai n thỡ kt qu phi c ghi nhn di dng phõn s s dng cho phn tớnh toỏn tip theo Tụi hi vng vi nhng trang ti trờn cú th giỳp cho cỏc bn ng nghip v hc sinh vic lm quen vi cỏch gii toỏn vt lý trờn mỏy tớnh cm tay cỏc vũng thi cp tnh v khu vc Trong quỏ trỡnh thc hin chuyờn , cú nhiu c gng vic chnh sa nhng chc chn khụng trỏnh nhng thiu sút, rt mong c s úng gúp ca quớ thy cụ v cỏc bn ng nghip ti c hon thnh hon thin hn TI LIU THAM KHO HNG DN THC HNH TON Lí - HểA SINH TRấN MY TNH CM TAY Nguyn Hi Chõu (ch biờn) (NXB H Ni) 2.BI TP VT Lí PHN T V NHIT HC m Trung n 3.121 BI TP VT Lí NNG CAO V Thanh Khit , Phm Quớ T BI TP VT Lí C BN NNG CAO TP V Thanh Khit MT S VN PHT TRIN CA NHIT HC PH THễNG - Nguyn Quang Bỏu CHUYấN BI DNG HC SINH GII VT Lí THPT Dng Trng Bỏi,V Thanh Khit MC LC A T VN B NI DUNG .2 I C s lớ lun: II C s thc t: III Ni dung ti: Nhng chỳ ý dng gii cỏc bi toỏn Vt lớ trờn mỏy tớnh cm tay 2 Nguyờn tc lm trũn s kt qu bi toỏn hoc ly kt qu cho phộp tớnh sau .2 Mt s thao tỏc n phớm Cỏc vớ d minh cỏch gii v ghi vo bn thi 4.1 Phng trỡnh trng thỏi khớ lý tng .3 4.1.1 Mt s kin thc c bn v nõng cao .3 4.1.2 S ph thuc ỏp sut vo nhit : 4.1.3 Phng phỏp gii cỏc bi .4 4.1.4 Cỏc bi vớ d 4.1.5 Bi tng t 4.2 Nguyờn lý ca nhit ng lc hc ỏp dng vo cỏc quỏ trỡnh: .8 4.2.1 Nhc li v b sung kin thc 4.2.2 Cỏc bi ỏp dng nguyờn lý th nht NLH vo cỏc quỏ trỡnh .10 C KT LUN 15 I Hiu qu ti : 15 II Kt lun: 15 [...]... nhit lý tng thỡ hiu sut l : Kt qu Q= 28 ,7 kJ T1 T2 H = T Vi T1= 22 0 +27 3=493K v 1 T2=10 +27 3 =28 3K Vy hiu sut l H = 493 28 3 ; 0, 426 H = 4, 26 493 % Nhit lng to ra cho ngun lnh : Q1 Q2 Hiu sut cú th tớnh H = Q 1 Vi Q1 l nhit ca ngun núng , Q2 l nhit ca ngun lnh Nờn Q2=Q1(1-H) =28 ,7 kJ Bi 13 : Mt mol khớ lý tng n nguyờn t thc hin chu trỡnh kớn P 1 2 P 1 4 3 P 3 0 V V V 1 2 Bit rng 1 -2 ng ỏp , 2- 3 ng... tớnh V 5 2 vo th tớch (on thng ): T1=T2=300K , V = 2 Tớnh nhit lng khớ 1 nhn c trong tng phn ca chu trỡnh m nhit tng Tớnh hiu sut chu trỡnh 1 -2- 3 Gi ý cỏch gii Nhit ca khớ tng trong quỏ trỡnh 1-3 , v mt phn trong quỏ trỡnh 3-1 Ta tớnh nhit lng trờn tng phn ca cỏc qỳa trỡnh + Qỳa trỡnh 1 -2 : Q 12 =Cp(T2-T1) M 1 -2 ng ỏp < 12> Kt qu = 12% Gi ý cỏch gii T V 5 5 2 2 nờn T = V = 2 , CP = 2 R 1 1 5 2 R( -1)T1=... ngun lnh Q2 nờn cụng A thc hin mt chu trỡnh A=Q1Q2 A + Hiu sut ca ng c nhit : H = Q = 1 Q1 Q2 1 2 1 + Nguyờn tc nõng cao hiu sut : hiu sut cc i ca ng c nhit T1 T2 Hmax = T 1 L hiu sut lý tng Mun nõng cao hiu sut phi nõng cao T1 h thp T2 4 .2. 2 Cỏc bi tp ỏp dng nguyờn lý th nht... thỡ Q=mCpT Ta phi tớnh T t nh lut Gay-luytxc Kt qu a,A= 324 1J b,Q= 11154 J c, U=7913 j V1 T1 V = T2 = 2 T1 = 2T1 T = T2 T1 = 300 K V2 T2 V1 Vy Q = mCpT =11154 J c./ bin thiờn ni nng ca khớ : p dng nguyờn lý th nht NLH ta cú : U =Q+A Thay s vo U=7913 j Bi 12 : Mt ng c lý tng nhn nhit t ngun núng mt nhit lng bng 50J Nhit ca ngun núng l 22 00C v ngun lnh l 100C Tớnh hiu sut cc i ca ng c v nhit... V4= V1 , T4= 2a 4a 4 40 T1 Vỡ vy nhit lng m khớ nhn c l Q34=A34=U34 Vi U34=Cv.T )= 33 RT1 80 27 1 RT1 V A34= ( P3 + P4 )( V4 V3 80 2 Q34=A34 + U34 = 3 RT1 Du ( - ) chng t khớ 40 nh nhit trong qu trỡnh 3-4 nhng nhit vn tng Vy trong c chu trỡnh thỡ khớ ch nhn nhit lng t quỏ trỡnh 1 -2 Hiu sut chu A trỡnh ỗ = Q , 12 A=dt tam giỏc 123 = 9 RT1 Hiu sut ca chu 20 trỡnh l = 3 = 0, 12 = 12% 25 ii Bi tp tng... ng tớch Cv= 12, 3 KJ/kg.K HD : õy l quỏ trỡnh ng tớch T2 = 3000K mt khỏc U = Q = 66 420 KJ Bi 16 : Mt ng c nhit lý tng hot ng gia hai ngun nhit cú nhit 1000C v 25 ,40C thc hin mt cụng 2KJ a./ Tớnh hiu sut ca ng c , nhit lng m nú nhn c t ngun núng v nhit lng nú truyn cho ngun lnh b./ Phi tng nhit ca ngun núng lờn bao nhiờu hiu sut ca ng c t 25 % HD : Hiu T1 T2 0 H= = 20 0 sut : T 1 A , Q2 = Q1 A = 8... 00C v nh nhit cho ngun núng 600C Hi lm c 1kg nc ỏ 25 0C thỡ tn bao nhiờu in nng Bit hiu sut ca ng c in l 80 % Nhit núng chy ca nc ỏ l 344J/g HD : Hiu sut chu trỡnh cacn thun H H= T1 T2 Q1 Q2 A HQ2 = = A= T1 Q1 Q2 + A 1 H Trong chu trỡnh ngc , mỏy tiờu th cụng A , ly nhit lng Q2 ca T2 v nh cho T1 mt nhit lng Q= Q2 +A= 440KJ Vy nng lng in W = 120 ,7KJ C KT LUN I Hiu qu ti : Qua thc t ging dy ca ba... HD : Hiu T1 T2 0 H= = 20 0 sut : T 1 A , Q2 = Q1 A = 8 KJ H T ' T ' H ' = 1 ' 2 = 25 0 0 T1 Q1 = T1' = T2 = 398K t = 125 0 C 1 H Bi 17 : Mt cht khớ lý tng n nguyờn t din ra trờn mt chu trỡnh kớn ( hỡnh v ) Ti im C cú Vc , Pc , cũn im B cú VB=Vc /2 , PB = 2PC Tỡm hiu sut chu trỡnh P B P B C P A A 0 V V HD : Lm ging Bi 21 cú S : 16,5% B C Bi 18 : Mt mỏy lm ỏ hot ng theo chu trỡnh cacn ngc , ngi ta dựng... nờn T = V = 2 , CP = 2 R 1 1 5 2 R( -1)T1= Kt qu cho nờn Q 12 = 5 2 15 RT1 4 + Qỳa trỡnh 3-1 : Phng trỡnh ng thng trong (P,V) nờn i qua im 3,1 ta cú P P PV PV P P1 P P3 = P= 1 3V + 3 1 1 3 V V1 V V3 V1 V3 V1 V3 2 5 Thay cỏc giỏ tr P3= P1, V3=V2= V1 5 2 2 P1 7 P= V + P1 5V1 5 Mt khỏc t phng trỡnh trng thi ta cú T = PV R Thay vo P T= 2 P1 2 7 V + PV 1 Dựng tam thc bc hai ta 5V1 R 5R kho sỏt s bin... t Bi 14 : Nh truyn nhit m 13 g khớ H2 nhit 27 0C tng th tớch 3 ln khi ỏp sut khụng thay i Hy tỡm : a./ Cụng m khớ ó thc hin b./ Nhit lng ó truyn cho khớ c./ bin thiờn ni nng ca khớ Cho bit nhit dung riờng ng ỏp Cp = 14,3KJ/kg.K S : A= 32, 4 KJ , Q=111,54 KJ , U = 79,14 KJ Bi 15 : Mt bỡnh kớn cha 2 g khớ H2 p sut P1 = 1at v nhit t1 =27 0C un bỡnh núng lờn P2 =10at Tớnh bin thiờn ni nng ca khớ