Ôn tập vật lý 10 cơ sở của nhiệt động lực học

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, với mơn Vật Lý, hình thức thi trắc nghiệm khách quan áp dụng kì thi tốt nghiệp tuyển sinh đại học, cao đẳng cho lớp 12, với lớp 10 lớp 11 tùy theo trường, có trường sử dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm tự luận, có trường sử dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan, có trường sử dụng hai hình thức tùy theo chương, phần Tuy nhiên dù kiểm tra với hình thức cần phải nắm vững kiến thức cách có hệ thống làm tốt kiểm tra, thi Để giúp em học sinh ôn tập cách có hệ thống kiến thức chương trình Vật lý lớp 10 – Cơ bản, giảm tải, tơi xin tóm tắt phần lí thuyết, tuyển chọn số tập tự luận theo dạng tuyển chọn số câu trắc nghiệm khách quan theo phần sách giáo khoa, sách tập số sách tham khảo Hy vọng tập tài liệu giúp ích chút cho q đồng nghiệp q trình giảng dạy (có thể dùng làm tài liệu để dạy tự chọn, dạy phụ đạo) em học sinh trình học tập, kiểm tra, thi cử Nội dung tập tài liệu có tất chương sách giáo khoa Vật lí 10 - Cơ Mỗi chương phần tài liệu Mỗi phần có: Tóm tắt lí thuyết; Các dạng tập tự luận; Trắc nghiệm khách quan Các tập tự luận phần có hướng dẫn giải đáp số, câu trắc nghiệm khách quan phần có đáp án, khơng có lời giải chi tiết (để bạn đọc tự giải) Dù có nhiều cố gắng việc sưu tầm, biên soạn chắn tập tài liệu không tránh khỏi sơ suất, thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, góp ý q đồng nghiệp, bậc phụ huynh học sinh, em học sinh bạn đọc để chỉnh sửa lại thành tập tài liệu hoàn hảo Xin chân thành cảm ơn http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 VI CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Nội biến thiên nội + Trong nhiệt động lực học, nội vật tổng động phần tử cấu tạo nên vật Nội vật phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật: U = f(T, V) + Có thể làm thay đổi nội q trình thực cơng, truyền nhiệt + Số đo độ biến thiên nội trình tuyền nhiệt nhiệt lượng + Nhiệt lượng mà chất rắn chất lỏng thu vào hay tỏa thay đổi nhiệt độ tính cơng thức: Q = mct Các nguyên lí nhiệt động lực học + Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội hệ tổng công nhiệt lượng mà hệ nhận U = A + Q Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực cơng + Ngun lí II nhiệt động lực học: Nhiệt tự truyền từ vật sang vật nóng + Động nhiệt khơng thể chuyển hóa tất nhiệt lượng nhận thành công học | A | Q1  | Q2 |  + Hiệu suất động nhiệt: H = < Q1 Q1 B CÁC DẠNG BÀI TẬP Nhiệt lượng Sự truyền nhiệt * Các công thức + Nhiệt lượng: Q = mc(t2 – t1) + Phương trình cân nhiệt: Qthu vào = Qtỏa * Phương pháp giải Để tính đại lượng q trình truyền nhiệt ta viết biểu thức nhiệt lượng phương trình cân nhiệt từ suy để tính đại lượng theo yêu cầu toán * Bài tập Tính nhiệt lượng cần thiết để đun kg nước từ 15 0C đến 100 0C thùng sắt có khối lượng 1,5 kg Biết nhiệt dung riêng nước 4200 J/kg.K; sắt 460 J/kg.K Một bình nhơm khối lượng 0,5 kg chứa kg nước nhiệt độ 20 0C Người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,2 kg nung nóng tới 500 C Xác định nhiệt độ nước bắt đầu có cân nhiệt Cho nhiệt dung riêng nhôm 896 J/kg.K; nước 4,18.103 J/kg.K; sắt 0,46.103 J/kg.K Một nhiệt lượng kế đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước nhiệt độ 8,4 0C Người ta thả miếng kim loại khối lượng 192 g nung nóng tới 100 0C vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ bắt đầu có cân nhiệt 21,5 0C Cho nhiệt dung riêng nước 4,18.103 J/kg.K; đồng thau 0,128.103 J/kg.K Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50 g nhiệt độ 136 0C vào nhiệt lượng kế có nhiệt dung 50 J/K chứa 100 g nước 14 0C Xác định khối lượng kẽm chì hợp kim Biết nhiệt độ có cân nhiệt nhiệt lượng kế 18 0C Cho nhiệt dung riêng nước 4180 J/kg.K; kẻm 337 J/kg.K; chì 126 J/kg.K Để xác định nhiệt độ lò nung, người ta đưa vào lò miếng sắt có khối lượng 22,3 g Khi miếng sắt có nhiệt độ nhiệt độ lò, người ta lấy thả vào nhiệt lượng kế có khối lượng 200 g có chứa 450 g nước nhiệt độ 15 0C nhiệt độ nước nhiệt lượng kế tăng lên đến 22,5 0C Xác http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 định nhiệt độ lò Cho nhiệt dung riêng sắt 478 J/kg.K; chất làm nhiệt lượng kế 418 J/kg.K; nước 4,18.103 J/kg.K * Hướng dẫn giải Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = (mscs + mncn)(t2 – t1) = 1843650 J Phương trình cân nhiệt: (mbcb + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) m c t  (mb cb  mn cn )t1 t= s s = 22,6 0C mb cb  mn cn  ms cs Phương trình cân nhiệt: (mdcd + mncn)(t – t1) = mklckl(t2 – t) (md cd  mn cn )(t  t1 )  ckl = = 777 J/kg.K mkl (t  t ) Phương trình cân nhiệt: (Cnlk + mncn)(t – t1) = (mkck + (mhk – mk)cch)(t2 – t) (C  mn cn )(t  t1 )  mhk cch (t  t )  mk = nlk = 0,045 kg = 45 g; (ck  cch )(t  t ) mch = mhk – mk = g Phương trình cân nhiệt: (mnlkcnlk + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) (mnlk cnlk  mn cn )(t  t1 )  t2 = + t = 1405 0K ms c s Các nguyên lí nhiệt động lực học Hiệu suất động nhiệt * Các cơng thức + Ngun lí I nhiệt động lực học: U = A + Q Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực công + Cơng hệ chất khí q trình đẵng áp: A = pV = p(V2 – V1) | A | Q1  | Q2 |  + Hiệu suất động nhiệt: H = < Q1 Q1 * Phương pháp giải + Để tính đại lượng biến đổi nội ta viết biểu thức ngun lý I từ suy để tính đại lượng theo yêu cầu toán Trong biểu thức nguyên lí I lưu ý lấy dấu A Q + Để tính đại lượng có liên quan đến hiệu suất động nhiệt ta viết biểu thức hiệu suất động từ suy để tính đại lượng theo yêu cầu tốn * Bài tập Người ta thực cơng 200 J để nén khí xilanh Tính độ biến thiên nội khí, biết khí truyền môi trường xung quanh nhiệt lượng 40 J Khi truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí xilanh hình trụ khí nở đẩy pit-tơng làm thể tích khí tăng thêm 0,5 m3 Tính độ biến thiên nội khí Biết áp suất khí 8.106 N/m2 coi áp suất không đổi q trình khí thực cơng Một lượng khí lí tưởng chứa xilanh có pit-tơng chuyển động Các thông số trạng thái ban đầu khí 10 dm3; 100 kPa; 300 K Khí làm lạnh theo trình đẵng áp tới thể tích dm Xác định nhiệt độ cuối khí tính cơng mà chất khí thực http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng xilanh nằm ngang Chất khí nở đẩy pit-tơng đoạn cm Tính độ biến thiên nội chất khí Biết lực ma sát pit-tơng xilanh có độ lớn 20 N Một động nhiệt có hiệu suất 25%, cơng suất 30 kW Tính nhiệt lượng mà tỏa cho nguồn lạnh làm việc liên tục Tính cơng suất động ơtơ thời gian chạy liên tục ôtô tiêu thụ hết 60 lít xăng Biết hiệu suất động 32%, suất tỏa nhiệt xăng 46.106 J/kg khối lượng riêng xăng 0,7 kg/dm3 * Hướng dẫn giải Độ biến thiên nội năng: U = A + Q = 200 – 40 = 160 J Độ biến thiên nội năng: U = A + Q = - pV + Q = 2.106 J VT Nhiệt độ cuối: T2 = = 180 K V1 Cơng chất khí thực được: A = pV = 400 J Cơng chất khí thực để thắng ma sát: A = Fs Vì khí nhận nhiệt lượng thực cơng nên: U = Q – Fs = 0,5 J | A | Pt | A | Q1  | Q2 |  Hiệu suất động cơ: H =  Q1 = = Q1 Q1 H H Pt  |Q2| = Q1(1 – H) = (1 – H) = 162.107 J H Nhiệt lượng cung cấp xăng cháy hết: Q1 = VDq = 1932.106J Công động thực được: A = Q1H = 618,24.106 J A Công suất động cơ: P = = 42,9.103 W = 42,9 kW t C TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Nội vật A tổng động vật B tổng động phân tử cấu tạo nên vật C tổng nhiệt lượng mà vật nhận trình truyền nhiệt thực cơng D nhiệt lượng vật nhận trình truyền nhiệt http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu sau nói nội không đúng? A Nội dạng lượng B Nội chuyển hóa thành dạng lượng khác C Nội nhiệt lượng D Nội vật tăng lên giảm Trong q trình chất khí nhận nhiệt sinh cơng Q A hệ thức U = A + Q phải có giá trị sau đây? A Q < A > B Q > A > C Q > A < D Q < A < Trường hợp sau ứng với q trình đẵng tích nhiệt độ tăng? A U = Q với Q > B U = Q + A với A > C U = Q + A với A < D U = Q với Q < Nhiệt độ vật giảm nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật A ngừng chuyển động B nhận thêm động C chuyển động chậm D va chạm vào Nhiệt độ vật không phụ thuộc vào yếu tố sau đây? A Khối lượng vật B Vận tốc phân tử cấu tạo nên vật C Khối lượng phân tử cấu tạo nên vật D Khoảng cách phân tử cấu tạo nên vật Câu sau nói truyền nhiệt khơng đúng? A Nhiệt truyền từ vật lạnh sang vật nóng B Nhiệt khơng thể tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng C Nhiệt tự truyền từ vật nóng sang vật lạnh D Nhiệt tự truyền hai vật có nhiệt độ Một khối khí truyền nhiệt lượng 2000 J khối khí dãn nở thực cơng 1500 J Tính độ biến thiên nội khối khí A 500 J B 3500 J C – 3500 J D – 500 J Hệ thức sau phù hợp với trình làm lạnh khí đẵng tích? A U = Q với Q > B U = Q với Q < C U = A với A > D U = A với A < 10 Khí thực cơng q trình sau đây? A Nhiệt lượng khí nhận lớn độ tăng nội khí B Nhiệt lượng khí nhận nhỏ độ tăng nội khí C Nhiệt lượng khí nhận độ tăng nội khí D Nhiệt lượng khí nhận lớn độ tăng nội khí 11 Người ta thực cơng 100 J để nén khí xilanh Tính độ biến thiên nội khí, biết khí truyền môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J A 120 J B 100 J C 80 J D 60 J 12 Người ta truyền cho khí xi lanh nhiệt lượng 200 J Khí nở thực cơng 140 J đẩy pittơng lên Tính độ biến thiên nội khí A 340 J B 200 J C 170 J D 60 J 13 Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng kg nước từ nhiệt độ 20 0C lên 100 0C Biết nhiệt dung riêng nước 4,18.103 J/kg.K A 1672.103 J B 1267.103 J C 3344.103 J D 836.103 J 14 Tính nhiệt lượng tỏa miếng sắt có khối lượng kg nhiệt độ 500 0C hạ xuống 40 0C Biết nhiệt dung riêng sắt 478 J/kg.K A 219880 J B 439760 J C 879520 J D 109940 J http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 15 Một khối khí lí tưởng chứa xilanh có pit-tơng chuyển động Lúc đầu khối khí tích 20 dm3, áp suất 2.105 Pa Khối khí làm lạnh đẵng áp thể tích 16 dm Tính cơng mà khối khí thực A 400 J B 600 J C 800 J D 1000 J ĐÁP ÁN 1B 2C 3C 4A 5C 6A 7D 8A 9B 10B 11C 12D 13A 14B 15C http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... 096.79.79.369 VI CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Nội biến thiên nội + Trong nhiệt động lực học, nội vật tổng động phần tử cấu tạo nên vật Nội vật phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật: U... hệ nhận công; A < 0: hệ thực công + Nguyên lí II nhiệt động lực học: Nhiệt khơng thể tự truyền từ vật sang vật nóng + Động nhiệt khơng thể chuyển hóa tất nhiệt lượng nhận thành công học | A |... lí nhiệt động lực học Hiệu suất động nhiệt * Các cơng thức + Ngun lí I nhiệt động lực học: U = A + Q Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công;