BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ MÔN LÝ 1

BÀI 1: KHẢO SÁT HỆ VẬT CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾNQUAY XÁC ĐỊNH MOMEN QUÁN TÍNH CỦA BÁNH XE VÀ LỰC MA SÁT Ổ TRỤC BÀI 2: XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC THUẬN NGHỊCH Bài 3: KHẢO SÁT CÁC QUÁ TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỘNG. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CPCV CỦA CHẤT KHÍ BÀI 4: NGHIÊN CỨU TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT ỐNG DÂY THẲNG DÀI ĐO CẢM ỨNG TỪ B VÀ KHẢO SÁT PHÂN BỐ CỦA B DỌC THEO CHIỀU DÀI ỐNG DÂY BÀI 5: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG BẰNG GIAO THOA CHO VÂN TRÒN NEWTON BÀI 6: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG BỨC XẠ NHIỆT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO THỰC HÀNH VẬT LÝ

Giảng viên bộ môn : Ts Trần Thị Ngọc Dung

Giảng viên hướng dẫn : Ths Trần Văn Tiến

MỤC LỤC

BÀI 1: KHẢO SÁT HỆ VẬT CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN-QUAY XÁC ĐỊNH

MOMEN QUÁN TÍNH CỦA BÁNH XE VÀ LỰC MA SÁT Ổ TRỤC 4

I Cơ sở lý thuyết: 4

II Trả lời câu hỏi 6

III Kết quả thí nghiệm 8

BÀI 2: XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC THUẬN NGHỊCH 11

I Cơ sở lý thuyết : 11

II Trả lời câu hỏi 12

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 16

1 Bảng 1: 16

2 Vẽ đồ thị (H5): 17

3 Xác định chu kỳ dao động của con lắc thuận nghịch: 18

4 Tính gia tốc trọng trường 18

5 Viết kết quả phép đo gia tốc trọng trường: 18

Bài 3: KHẢO SÁT CÁC QUÁ TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỘNG XÁC ĐỊNH TỶ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ C P /C V CỦA CHẤT KHÍ 19

1 Ý nghĩa vật lý và nguyên lý đo 19

2 Trả lời câu hỏi 21

3 Báo cáo thí nghiệm 26

BÀI 4: NGHIÊN CỨU TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT ỐNG DÂY THẲNG DÀI ĐO CẢM ỨNG TỪ B VÀ KHẢO SÁT PHÂN BỐ CỦA B DỌC THEO CHIỀU DÀI ỐNG DÂY 28

I Cơ sở lý thuyết 28

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 30

III Kết quả thí nghiệm 33

BÀI 5: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG BẰNG GIAO THOA CHO VÂN TRÒN NEWTON 40

I Nguyên lý: 40

1 Giao thoa cho hệ vân tròn Newton: 40

2 Các công thức: 40

II Trả lời câu hỏi: 41

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 43

BÀI 6: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG BỨC XẠ NHIỆT 45

I Cơ sở lý thuyết : 45

1 Định luật Stefan- Boltzmann về bức xạ nhiệt cân bằng : 45

2 Phương pháp thực nghiệm : 45

II Trả lời câu hỏi 47

III Kết quả thí nghiệm 49

Ban đầu, bánh xe M không quay và quả nặng m đứng yên tại vị

trí A có độ cao h 1 so với vị trí thấp nhất B của nó, nên thế năng dự

trữ của hệ vật là mgh 1 Khi ta thả cho hệ vật chuyển động dưới tác

Trong quá trình chuyển động này, thế năng mgh 1 của hệ

vật chuyển dần thành động năng tịnh tiến 2/2

v

m của quả nặng m,

động năng quay I2/2 của bánh xe (với I là mô men quán tính

của bánh xe đối với trục quay) và một phần bị tiêu hao để thắng

công của lực ma sát A ms  f h ms trong hai ổ trục O1O2 Áp dụng định luật biến đổi và bảo toàn

cơ năng đối với hệ vật chuyển động quay-tịnh tiến trên đoạn đường AB = h1 , ta có :

trong đó v là vận tốc dài của quả nặng m tại vị trí B và  là vận tốc góc tương ứng của bánh xe

M tại cùng vị trí đó, còn f ms là lực ma sát trong hai ổ trục O1O2 Khi tới vị trí thấp nhất B, bánh

xe M tiếp tục quay theo quán tính, còn quả nặng m sau một quá trình tương tác với dây treo xảy

ra trong một khoảng thời gian t rất ngắn làm véc tơ vận tốc của nó đổi chiều ( tương tự như một quá trình va chạm đàn hồi), chuyển động lên cao Kết quả làm cho sợi dây lại tự cuốn vào

trục quay và nâng quả nặng m lên đến vị trí C có độ cao h 2 , với ( h 2 < h 1 ) Tại vị trí C, thế năng

của hệ vật bằng mgh 2 < mgh 1 Như vậy, độ giảm thế năng của hệ vật trên đoạn đường ABC có

độ dài tổng cộng (h 1 + h 2) có giá trị đúng bằng công cản của lực ma sát trong hai ổ trục O1O2 , tức là :

Vì quả nặng m chuyển động thẳng nhanh dần đều trên đoạn đường AB = h 1 trong khoảng

thời gian t , nên vận tốc v của nó tại vị trí thấp nhất B có giá trị bằng :

v = 2.h1

t (3)

Vận tốc v này cũng là vận tốc dài của một điểm trên trục quay của bánh xe M tại thời điểm

t , nó liên hệ với vận tốc góc  và bán kính r của trục quay bởi hệ thức v .r, nên ta có :



d t

h r

t

h

.4

với d  2 r là đường kính của trục O1O2

Thay (3) (4) (5) vào (2), ta tìm được mômem quán tính I của bánh xe đối với trục quay của

4

.

2 1 1

2 2

2

h h h

h t

g d m

Trong thí nghiệm này, nếu biết khối lượng m (kg) của quả nặng thì ta có thể xác định lực

ma sát f ms (N) của ổ trục quay và mômen quán tính I (kg.m 2 ) của bánh xe theo các công thức

(2) và (5) bằng cách đo đường kính d (mm) của trục quay, thời gian chuyển động t(s) của hệ

vật trên đoạn đường AB và độ dài của các đoạn đường đi h 1 (mm), h 2 (mm) của hệ vật

II Trả lời câu hỏi

1 Mô tả thiết bị thí nghiệm và phương pháp xác định mômen quán tính của bánh xe

và lực ma sát của ổ trục Nêu ý nghĩa của mômen quán tính và đơn vị đo của nó

Thiết bị thí nghiệm gồm:

 Bộ thiết bị vật lý BKM – 050 Cấu tạo của nó (Hình 2.1), gồm :

- Giá đỡ G bằng thép ống inôc, cao 1,20 m gắn thẳng đứng trên tấm đế thép Đ có vít chỉnh thăng bằng;

- Bánh xe khối lượng M có trục quay đặt tựa trong hai ổ trục

O1O2

- Sợi dây dài l không dãn, có đầu trên buộc vào trục quay của

bánh xe, đầu dưới buộc quả nặng, có thể quấn thành một lớp xít

nhau trên trục quay này;

- Thước thẳng milimét T

- Cổng quang QĐ có thể dịch chuyển dọc theo thước T ;

- Hộp điều khiển khởi động Đ (có 4 nút bấm F-3- 2- 1) và cổng

quang điện QĐ cùng nối với máy đo thời gian hiện số MC-964,

dùng tự động đo khoảng thời gian chuyển động của quả nặng m;

 Thước kẹp 0150mm, chính xác 0,02mm;

 Máy đo thời gian hiện số MC - 964

 Cổng quang điện hồng ngoại;

 Dây tín hiệu có hai đầu phích 5 chân

* Phương pháp:

Đo khối lượng m (kg) của quả nặng thì ta có thể xác định lực ma sát f ms (N) của ổ

trục quay và mômen quán tính I (kg.m 2 ) của bánh xe theo các công thức (2) và (5)

bằng cách đo đường kính d (mm) của trục quay, thời gian chuyển động t (s) của hệ vật trên đoạn đường AB và độ dài của các đoạn đường đi h 1 (mm), h 2 (mm) của hệ vật

Mô men quán tính là một đại lượng vật lý (với đơn vị đo trong SI là kilôgam mét vuông kg.m2) đặc trưng cho mức quán tính của các vật thể trong chuyển động quay , tương tự như khối lượngtrong chuyển động thẳng

2 Khi tiến hành phép đo, tại sao phải quấn sợi dây treo quả nặng m trên trục quay của bánh xe thành một lớp xít nhau ? Nếu quấn sợi dây này thành nhiều vòng chồng chéo lên nhau có được không ?

Khi tiến hành phép đo chúng ta phải quấn sợi dây treo quả nặng m trên trục quay của bánh xe thành một lớp xít nhau để đảm bảo rằng cánh tay đòn của lực căng ⃗ luôn bằng bán kính r của trục Còn nếu quấn sợi dây này mà có nhiều vòng chồng chéo lên nhau sẽ làm cho cánh tay đoàn này không ổn định dẫn đến công thức (4) không còn được chấp nhận, tính ổn định của sự quay cũng giảm đi

3.Vì sao có thể xem quá trình tương tác giữa quả nặng và dây treo làm đổi chiều vận tốc quả nặng tại vị trí thấp nhất B như là quá trình va chạm đàn hồi? Vận dụng các kiến thức vật lý

đã biết để mô tả và giải thích diễn biến của quá trình trên như thế nào

Ta có thể xem quá trình tương tác giữa quả nặng và dây treo làm đổi chiều vận tốc quả nặng tại vị trí thấp nhất B như là quá trình va chạm đàn hồi vì khi thả quả nặng đi xuống rới vị trí thấp nhất B, khi đó sợi dây đã nhả ra với chiều dài cực đại, vì dây không dãn nên quả nặng bị dây giữ lại, quá trình tương tự như vật va chạm với một bức tường (xem như có M>>m), do đó vật tốc quả nặng sau va chạm là: ′ =

( ).

≈ − .Do đó vật m tiếp tục chuyển động đi lên với đúng vận tốc v

4 Trong bài thí nghiệm này, sai số nào là chủ yếu Giải thích tại sao ?

Trong bài thí nghiệm này, sai số ngẫu nhiên là sai số chủ yếu Ở đây là sai số do phép

đo độ dài Do hạn chế về khả năng giác quan của con người dẫn đến thao tác nhấn nút F

để hãm phanh không chuẩn, và do điều kiện làm thí nghiệm không ổn định

III Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.1

- Khối lượng quả nặng : m = 241.5 0,1 (10-3 kg )

- Độ chính xác của thước kẹp : 0,02 (mm)

- Độ chính xác của máy đo thời gian MC-964 : 0,001 ( )s

- Độ chính xác của thước milimét T : 1 (mm)

Chú ý : Sai số tuyệt đối của các đại lượng đo trực tiếp d , h t, 2 được xác định bằng tổng sai số

do dụng cụ và sai số trung bình của các lần đo :

2 1 1

2 2

h h h

h gt

 >> 1 nên có thể coi gần đúng :

2

2 1 1

2

2

)

h mg

- Giá trị trung bình của mômen quán tính I :

2 ) (

h h h

h mg

- Sai số tương đối trung bình của mômen quán tính I :

ΔI δ.I 0, 065.0, 00130, 000086(kg m )

- Kết quả đo mômen quán tính I :

I I ΔI0, 0013 0, 000086( kg m 2)

BÀI 2: XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC THUẬN

- Lực khiến con lắc dao động chính là trọng lực P hay chính xác hơn

là thành phần Pn ( vì hướng về vị trí cân bằng ) Chú ý là phương của

trọng lực P sẽ đi qua khối tâm G của con lắc -> trong bài thí nghiệm

này chúng ta có thể dịch chuyển khối tâm nhờ một giá trọng Khi kéo

con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng 1 góc α nhỏ rồi buông tay thì thành

phần Pn sẽ kéo con lắc về vị trí cân bằng với một mômen lực M1 có trị

1 2

.

I

L mg

Nghiệm của phương trình (4) như ta đã biết có dạng :  = 0.cos (1.t + ) (4)

Vậy phương trình dao động của con lắc vật lý là 1 hàm điều hòa theo thời gian víi 0 là biên độ dao động, 1 là tần số góc,  là pha ban đầu ở thời điểm t = 0 Và từ đó ta dễ dàng tìm được chu kì của con lắc vật lý :

1

1 1

1

L.mg

I.2

Chú ý là đối với con lắc vật lý ta sẽ tìm được một điểm O2 sao cho T2 đúng bằng T1 khi đó ta

sẽ có con lắc thuận nghịch ( và cũng chính là con lắc sử dụng trong bài thí nghiệm này ) Tuy nhiên, việc cố định vị trí khối tâm G rồi tìm điểm O2 rất không khả thi vì chẳng nhẽ khoan chi

chít lỗ trên đường O1G để mò mẫm ra điểm O2 thõa mãn vì vậy giải pháp chính là sử dụng gia trọng C để thay đổi vị trí của khối tâm

Khi đó làm tương tự như trên ta sẽ đi đến biểu thức :

2

2 2

2

L.mg

I.2

T

L.4

g Với L =L1 + L2 là khoảng cách giữa 2 trục nằm ngang đi qua O1 và O2

II Trả lời câu hỏi

1 Con lắc vật lý so với con lắc toán học khác nhau và giống nhau ở những điểm

nào ( Con lắc toán gồm 1 sợi dây không dãn khối lượng không đáng kể , một đầu được buộc vào 1 điểm O cố định , đầu kia treo tự do một quả cầu hoặc 1 chất

điểm khối lượng m )

Giống nhau : Con lắc vật lý và con lắc toán học đều là một vật rắn thực hiện dao động xung quanh một điểm hay một trục cố định dưới tác dụng của trọng lực

Khác nhau : Người ta thường phân biệt con lắc toán học và con lắc vật lý Con lắc toán học là một hệ được lý tưởng hóa gồm một sợi dây không trọng lượng và không dãn treo một khối lượng được tập trung vào một điểm Một quả cầu nặng không lớn treo vào một sợi dây mảnh dài một cách gần đúng, có thể xem như con lắc toán học Ðộ lệch của con lắc khỏi vị trí cân bằng được đặc trưng bởi góc lệch ( tạo bởi sợi dây với đường thẳng đứng) Nếu

không thể biểu diễn vật dao động như một chất điểm thì con lắc được gọi là con lắc vật lý Khi con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc ( sẽ xuất hiện một momen lực có xu hướng làm con lắc quay về vị trí cân bằng

Con lắc toán học chỉ nghiên cứu động học chất điểm, mà chất điểm được quy ước có kích thước bằng 0, nhưng vẫn có khối lượng tùy ý Vì vậy có thể nói con lắc toán học còn mang ý nghĩa vật chất nhưng mất tính vật thể Các thông số cơ bản là khối lượng chất điểm và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay

Nếu không thể biểu diễn vật dao động như một chất điểm thì con lắc được gọi là con lắc vật lý Khi con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc ( sẽ xuất hiện một momen lực có xu hướng làm con lắc quay về vị trí cân bằng

2 Hãy chứng minh rằng một con lắc vật lý bất kỳ với điểm treo O 1 cho trước đều có thể tìm thấy điểm O 2 để con lắc trở thành thuận nghịch

Giả sử tồn tại điểm O2 như vậy để con lắc vật lý trở thành con lắc thuận nghịch khi đó làm tương tự như đã trình bày trên cơ sở lý thuyết ta sẽ tìm được chu kì dao động T2 của con lắc khi dao động quanh trục đi qua điểm O2

2

2 2

2

L.mg

I.2

1

L.mg

I.2

Mặc khác điểm treo O2 thoả mãn điều kiện T1=T2, thay (3), (4) vào (1), (2) ta tìm được biểu thức xác định vị trí của O2:

m

IL

Đảo ngược con lắc (Chữ "Nghịch" xuôi chiều và hướng về phía người làm thí nghiệm),

và đo thời gian 50 chu kỳ nghịch (50T2)

Vặn gia trọng C về vị trí cách quả nặng 4 một khoảng x' = x0 + 40mm, (dùng thước cặp

để thiết lập) Đo thời gian 50 chu kỳ thuận và 50 chu kỳ nghịch ứng với vị trí này

Biểu diễn kết quả đo trên đồ thị: trục tung dài 120mm, biểu diễn thời gian 50T1 và 50T2, trục hoành dài 80mm, biểu diễn vị trí x của gia trọng C Nối các điểm 50T1 với nhau và các điểm 50T2 với nhau bằng các đoạn thẳng, giao của chúng là điểm gần đúng vị trí x1 của gia trọng C để có T1 = T2 = T

Dùng thước cặp đặt gia trọng C về đúng vị trí

x1 Đo 50T1 và 50T2

Điều chỉnh chính xác vị trí gia trọng C: Ví dụ đồ

thị hình bên cho thấy đường thẳng 50 T1 dốc hơn

đường thẳng 50 T2, có nghĩa là ở bên trái điểm cắt

nhau thì 50T2 > 50T1 còn bên phải điểm cắt thì 50T1

> 50T2 Từ kết quả phép đo trên tại vị trí x1 cho ta rút

ra nhận xét cần dịch chuyển nhỏ gia trọng C theo

hướng nào để thu được kết quả tốt nhất sao cho 50T1

Cuối cùng, ta sẽ xác định được vị trí tốt nhất của

2

Khi xác định chu kì dao động của con lắc thuận nghịch mà chúng ta chỉ đo từng chu kì thì sai số sẽ rất lớn vì con lắc chịu ảnh hưởng yếu tố bên ngoài đáng kể và thời gian ngắn nên khó xác định chính xác chu kì con lắc bằng dụng cụ hiện hành

Khi đo 50T thì sẽ khắc phục được những sai số như :

-Sai số hệ thống

-Sai số dụng cụ

-Sai số ngẫu nhiên

Sai số của phép đo được tính theo công thức :

T = (T)dc + T

6 Viết công thức tính sai số phép đo g bằng con lắc thuận nghịch? Trong công thức

đó sai số của số  được xác định như thế nào ?

T

T L

L g g

*** Trong đó sai số của số  được xác định như sau : Nếu trong công thức vật lí xác định đại lượng đo gián tiếp có chứa các hằng số (ví dụ: , e,…) thì hằng số phải được lấy gần đúng đến số lẻ thập phân sao cho sai số tỉ đối do phép lấy gần đúng gây ra có thể bỏ qua, nghĩa là nó phải nhỏ hơn 1/10 tổng các sai số tỉ đối có mặt trong cùng công thức tính

Đối với bài này ta có :

 =

T

T T

T T

T L

L g

01 , 0 2 708

5 0 2

50T1 (s) 50T2 (s)

2 Vẽ đồ thị (H5):

Đồ thị biểu tuyến tính của 50T 1 (s) theo x(mm)

Bảng 2: Tại vị trí tốt nhất x1' con lắc vật lý trở thành thuận nghịch T1= T2 = T:

Vị trí tốt nhất x'1 = 36 (mm) Lần đo 50T1 (s)  (50t1) 50T2 (s)  (50t2)

1

2

3

84,6 84,58 84,6

0,01 0,01 0,01

84,58 84,59 84,60

0,01

0 0,01

3 Xác định chu kỳ dao động của con lắc thuận nghịch:

* Căn cứ vào bảng 2, tính chu kỳ dao động T của con lắc thuận nghịch là trung bình của các giá trị đo được của 50T1 và 50T2:

  1.6918( )

2

50 50 50

s T

T

* Sai số ngẫu nhiên của phép đo T: 0.01

* Sai số dụng cụ của phép đo T: 0.01 (s)

9, 77( / ) 2.8622

L

m s T

Bài 3: KHẢO SÁT CÁC QUÁ TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỘNG XÁC ĐỊNH

1 Ý nghĩa vật lý và nguyên lý đo

1.1 Ý nghĩa vật lý

Khảo sát các quá tình biến đổi trạng thái cân bằng nhiệt động của một khối khối không khí chứa trong bình và xác định tỷ số nhiệt dung phân tử =Cp/Cv của khối khí

1.2 Nguyên lý đo

1.2.1 Nhiệt dung phân tử của chất khí

Trạng thái của khối khí được đặc trưng bởi các đại lượng : áp suất p, thể tích V, nhiệt

độ T Đối với 1 mol khí, các đại lượng này liên hệ với nhau bởi phương trình trạng thái :

C = c =

dT

Q

 (3)

Đơn vị đo của c là J/ kg.K, của C là J/mol.K và của là kg/mol Nhiệt dung của chất khí phụ thuộc đặc điểm quá trình nung nóng Để chứng minh điều này, ta áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng và nguyên lý thứ nhất

của nhiệt động lực học Theo nguyên lý này : Độ biến thiên nội năng dU của một

hệ nhiệt động trong quá trình biến đổi trạng thái nào đó đúng bằng lượng nhiệt

Q và công A mà hệ nhận từ ngoài vào trong quá trình đó, tức là:

Q A

dU     (4)

ở đây A = - p dV, với p là áp suất và dV là độ biến thiên thể tích của khối khí

Rút Q từ (4) và thay vào (3), ta tìm được :

C = (5)

Trong quá trình đẳng tích : V = const, nên dV = 0 và A = 0 Khi đó từ (5) ta suy

ra nhiệt dung phân tử đẳng tích CV :

p  (7)

Thay (6) và (7) vào (4), ta suy ra nhiệt dung phân tử đẳng áp Cp :

R C

Quá trình đoạn nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái mà hệ không trao đổi nhiệt với

ngoài, tức là Q = 0 Khi đó (4) viết thành :

U = A (9) Rút dU từ (6) và thay vào (9) , ta được :

CV dT = - p dV (10)

Chia (7) cho (10) và chú ý đến (8) , ta tìm được :

dU dT

p dV dT

hay

V

dV C

C p

đoạn nhiệt có ý nghĩa rất quan trọng trong lý thuyết nhiệt động học, nó cho phép xây dựng một chu trình hoạt động cho loại động cơ nhiệt đặc biệt, có hiệu suất cao nhất, đó là chu trình Cac nô

Trong thí nghiệm này, ta sẽ xác định tỷ số nhiệt dung phân tử  của không khí theo phương pháp dãn đoạn nhiệt

2 Trả lời câu hỏi

2.1 Định nghĩa và viết biểu thức của nhiệt dung riêng và nhiệt dung phân tử Nhiệt dung của chất khí có phụ thuộc điều kiện của quá trình nung nóng không ?

 Khi truyền lượng nhiệt Q cho khối khí có khối lượng m, khối khí sẽ nóng lên và nhiệt

độ của nó tăng thêm một lượng dT Theo định nghĩa, nhiệt dung riêng c của chất khí là đại

lượng đo bằng lượng nhiệt cần truyền cho 1 kilôgam chất khí để nhiệt độ của nó tăng thêm 1

độ Do đó :

1V     1

p

dp dV

C

C C

V

P V

p V  const

 Đơn vị đo của c là J/ kg.K, của C là J/mol.K và của là kg/mol

 Nhiệt dung của chất khí phụ thuộc đặc điểm quá trình nung nóng

Q A

dU   (4)

ở đây A = - p dV, với p là áp suất và dV là độ biến thiên thể tích của khối khí

 Rút Q từ (4) và thay vào (3), ta tìm được :

p  (7)

 Thay (6) và (7) vào (4), ta suy ra nhiệt dung phân tử đẳng áp Cp :

R C

 Công thức (7) cho thấy Cp > CV, nên

Trả lời

 Khi quá trình nén hoặc dãn khí xảy ra rất nhanh, không kịp trao đổi nhiệt với ngoài ( Q

= 0) nên có thể coi gần đúng là quá trình nén hoặc dãn đoạn nhiệt Khi quá trình nén hoặc dãn khí diễn ra trong thời gian dài( đủ để cân bằng nhiệt) thì được coi là quá trình nén hoặc dãn đẳng nhiệt( vì nhiệt độ môi trường được coi là không đổi và khí sẽ cân bằng với nhiệt độ môi

trường)

 Chờ một khoảng thời gian 4 - 5 phút cho nhiệt độ của khối khí trong bình A cân bằng với nhiệt độ phòng Khi đó độ chênh cột nước trong hai nhánh áp kế M đạt giá trị ổn định

2.4 Tại sao trong thí nghiệm này, ta phải dùng á p k ế c ộ t n ư ớ c m à k h ô n g d ù n g á p k ế

t h u ỷ n g â n để đo áp suất khí trong bình thuỷ tinh A ?

Trả lời

Trong thí nghiệm này, ta phải dùng á p k ế c ộ t n ư ớc mà k h ô n g d ù n g á p k ế

t h u ỷ n g â n để đo áp suất khí trong bình thuỷ tinh A tại vì:

 Ta có điều kiện thí nghiệm là: h và H << H0 Ta có H0 của Hg = 760 mm, H0 của H2O

= 10,3m Điều này chứng tỏ rằng đo áp suất bằng nước nhạy hơn thủy ngân Do đó, nếu ta dùng thủy ngân khi ta đo các giá trị h, H thì sẽ khó trong việc quan sát sự thay đổi và đo đạc H,

h

 Đo an toàn thí nghiệm: Thủy ngân là một chất rất độc, ống đo của ta là ống hình chữ U

hở 2 đầu, nếu ta để nó rơi ra ngoài thì rất nguy hiểm!!!

2.5 Muốn đảm bảo kết quả đo được chính xác, tại sao phải đóng kín van K 2 ngay khi cột



 Do đó, cách tốt nhất là ta phải đóng kín van K2 ngay khi cột nước trong hai nhánh áp kế M vừa đạt mức ngang nhau

2.6 Chứng minh công thức tính sai số tương đối của tỷ số nhiệt dung phân tử chất khí

 Công thức sai số tương đối của tỷ số nhiệt dung phân tử chất khí:

2.7 Tính giá trị lý thuyết của tỷ số nhiệt dung phân tử không khí khô (coi như chỉ gồm các phân tử ôxy 0 2 và nitơ N 2 ) theo số bậc tự do i của các phân tử khí

 = = = 1,4

2.8 Nếu không khí trong bình có độ ẩm cao chứa nhiều hơi nước thì giá trị lý thuyết của tỷ

số nhiệt dung phân tử của không khí sẽ thay đổi như thế nào (tăng hay giảm so với không khí khô) ? Giải thích tại sao?

Cho biết số bậc tự do I phụ thuộc cấu tạo của các phân tử khí :

 phân tử đơn nguyên tử (khí trơ, ) : i = 3

 phân tử lưỡng nguyên tử (O 2 ,N 2 , ) : i = 5

 phân tử đa nguyên tử ( H 2 O, CO 2 , ) : i = 6

Trả lời:

Ta có công thức: = = = 1 +

Từ công thức trên, ta nhận thấy giá trị lý thuyết của tỷ số nhiệt dung phân tử của không khí ẩm sẽ giảm so với không khí khô lý do là không khí ẩm có chứa H2O mà iH2O = 6 nên i của hệ không khí ẩm sẽ lớn hơn i của hệ không khí khô  giảm

3 Báo cáo thí nghiệm

i i

i i