ly thuyet LY 10 (nhiệt)

Biên soạn: Tập thể 10A4 NỘI DUNG ÔN TẬP – VẬT LÝ 10 Hỏi : Phát biểu viết công thức định luật Boyle – Mariotte Đường đẳng nhiệt ? Đường đẳng nhiệt hệ tọa độ (p,V) có dạng ? Vẽ hình Trả lời : * Ở nhiệt độ không đổi, tích áp suất p thể tích V lượng khí xác định số * Biểu thức : pV = số * Đường đẳng nhiệt đồ thị biểu diễn trình đẳng nhiệt * Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng nhiệt nhánh hypebol Vẽ hình Hỏi : Trong hệ tọa độ (V,T) hai đường đẳng áp lượng khí (hình 1) Đường ứng với áp suất cao V O Hình 1 V V1 p1 V2 p2 O T Hình T1 T Trả lời : Vẽ (dựng) đường đẳng nhiệt T cắt đường đẳng áp điểm p p2 Áp dụng định luật Boyle – Mariotte, ta có : p1V1 = p2V2 Vì V1 > V2 p1 < p2 Vậy đường ứng với áp suất cao Vẽ hình Hỏi : Phát biểu, viết biểu thức nêu rõ đại lượng biểu thức định luật Charles theo nhiệt độ t0C Trả lời : Với lượng khí tích không đổi, áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t khí sau : p = p0(1 + t) * có giá trị với chất khí, nhiệt độ độ -1 * gọi hệ số tăng áp đẳng tích * p p0 áp suất khí t0C 00C Hỏi : Viết phương trình Clapeyron – Mendeleev Nêu rõ đơn vị hai đại lượng µ R hệ SI Trả lời : Trong : µ khối lượng mol chất khí (kg/mol) R số chất khí, R = 8,31 J/mol.K V thể tích khí (m ) ; T nhiệt độ khí (K) ; p áp suất khí (Pa) ; m khối lượng khí (kg) Hỏi : Thành lập phương trình trạng thái cách thực giai đoạn biến đổi sau : Trả lời : Quá trình đẳng tích (1) (1’) : 2014 – 2015 Trang Biên soạn: Tập thể 10A4 Quá trình đẳng nhiệt (1’) (2) : Hỏi: Phát biểu viết biểu thức định luật Hooke, nêu rõ đơn vị đại lượng công thức Trả lời: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối ( ) kéo nén tiết diện tỉ lệ thuận với ứng suất (gây Ta có : hay ta viết Lực đàn hồi xuất bị biến dạng : hay Trong đó: k hệ số đàn hồi hay độ cứng vật, đơn vị N/m độ biến dạng vật, đơn vị m Hỏi : Hệ số đàn hồi phụ thuộc vào yếu tố ? Viết công thức tính hệ số đàn hồi vật rắn nêu rõ đơn vị đại lượng công thức Trả lời : Hệ số đàn hồi phụ thuộc vào chất vật đàn hồi, tỉ lệ thuận với tiết diện ngang tỉ lệ nghịch với chiều dài ban đầu của vật đàn hồi Trong : * E suất đàn hồi chất tạo nên vật (suất Young) đơn vị : [E] = N/m hay Pa (1Pa = N/m) * S tiết diện ngang vật, đơn vị : m2 * l0 chiều dài ban đầu vật, đơn vị : m BÀI TẬP: Bài 1: Một lốp ô tô chứa không khí có áp suất 5at nhiệt độ 25 0C Khi xe chạy nhanh nhiệt độ lốp xe tăng lên tới 50 0C Tính áp suất không khí lốp xe lúc Hướng dẫn giải: - Ta có: T1 = 25 + 273 = 298K T2 = 50 + 273 = 323K Vì thể tích khí lốp xe không đổi Áp dụng định luật Sac – Lơ: p1 p pT = ⇒ p2 = T1 T2 T1 2014 – 2015 Trang Biên soạn: Tập thể 10A4 Thay số p1 = bar, T2 = 323 K, T1 = 298 K p2 = 5.323 = 5,42 298 (at) Bài 2: Tính khối lượng riêng không khí đỉnh núi Phan Xi Pang cao 3140m Biết lên cao thêm 10m áp suất giảm 1mmHg Nhiệt độ đỉnh núi 20C Khối lượng riêng không khí điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 00C) 1,29 (kg/m3) Hướng dẫn giải: Áp dụng phương trình trạng thái p1V1 p V2 = T1 T2 P1 = p0 - ρ= h 10 m m m ⇒ ρ0 = ; ρ1 = V V0 V1 = m V m m p0 p1V1 p0 V0 ρ0 ρ1 = ⇔ = T1 T0 T1 T0 p1 ⇒ ρ1 = p1T0 ρ0 p 0T1 =0,75 (kg/m3) Bài 3: Một hố sâu 15m đáy hồ nhiệt độ nước 0C mặt hồ 220C Áp suất khí atm Một bọt không khí tích mm3 nâng dần từ đáy hồ lên Ở sát mặt nước, thể tích không khí cho biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 gia tốc trọng trường g = 9,8 (m/s2) Hướng dẫn giải: 2014 – 2015 Trang ρ = Biên soạn: Tập thể 10A4 Khi bọt khí đáy hồ trọng lượng riêng khí nhỏ trọng lượng riêng nước nên bọt khí nâng dần lên Lực tác dụng lên bọt khí giảm (do chiều cao cột nước giảm) dẫn đến áp suất giảm, bọt khí to dần đồng thời nhiệt độ tăng lên (t2 > t1) áp dụng phương trình trạng thái p1V1 p V2 = T1 T2 p1 = pKQ + ρ gh V dm3 40 10 O 200 400 T(0K) p1V1 p V2 p V T (p + ρgh).V1T2 = ⇒ V2 = 1 = KQ = 2.610−9 m3 = 2.6mm3 T1 T2 p T1 p 2T1 Bài 4: Một mol khí lý tưởng thực chu trình - - - (hình vẽ) Biết T 1=T2 = 400K, T3= T4= 200K, V1 = 40 dm3, V3= 10 dm3 Xác định p1, p2, p3, p4 Hướng dẫn giải Các trình – 1, – đẳng áp V tỉ lệ với T Các trình – 2, – đẳng nhiệt v ì T1 = 2T4 , T2 = 2T3 , nên theo định luật Gayluy- xác: V1 V4 V T V V V V T = ⇒ V4 = = = 20dm3 = ⇒ V2 = = 20dm T1 T4 T1 T2 T3 T3 2014 – 2015 Trang Biên soạn: Tập thể 10A4 - Ta có: p1V1 = p2V2; p3V3 = p4V4 , p1 = p4; p2 = p3 - Giải hệ phương trình ta được: p1 = p4 = 0.83.105 Pa, p2 = p3 = 1,66.105 Pa Bài tập 5: Hai bình giống nối với ống nằm ngang có tiết diện 20 mm2 Ở 00C ống có giọt thuỷ ngân ngăn không khí hai bên Thể tích bình V0 = 200 cm3 Nếu nhiệt độ bình t 0C bình -t0C giọt thuỷ ngân dịch chuyển 10 cm Xác định nhiệt độ t Hướng dẫn giải Gọi V1 thể tích bình có nhiệt độ T = 273 + t; V2 thể tích bình có nhiệt độ T2 = 273 – t Giọt thuỷ ngân đứng yên, áp suất hai bình Hai bình chứa khối lượng khí, áp dụng định Gay-luy-xác: V1 V2 V1 + V2 2V0 V VT = = = = ⇒ V1 = T1 T2 T1 + T2 273 + t + 273 − t 273 273 V1 − V0 = ∆V = V0 ( ⇒t= T1 T −273 V t 200t − 1) = ( )V0 = = = Sd = 0,2.10 = 273 273 273 273 2.273 = 2,730 C 200 2014 – 2015 Trang