Bài giảng Chuyên đề Vật lý 10 - Chương 8: Chủ đề 1 giúp học sinh nắm được các lý thuyết cơ sở nhiệt động lực học. Sau khi học xong bài này, học sinh sẽ hiểu được các phương pháp giải bài toán về sự truyền nhiệt giữa các vật. Mời các bạn cùng tham khảo.
Chương 8: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Chủ đề 1: Cơ sở nhiệt động lực học Chủ đề 2: Các nguyên lý nhiệt động lực học Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 I Kiến thức: A Phương pháp giải toán truyền nhiệt vật + Xác định nhiệt lượng toả thu vào vật trình truyền nhiệt thơng qua biểu thức: Q = mc∆t +Viết phương trình cân nhiệt: Qtoả = Qthu + Xác định đại lượng theo yêu cầu toán Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức ∆t = ts – tt Qtoả = - Qthu + Nếu ta xét độ lớn nhiệt lượng toả hay thu vào Qtoả = Qthu, trường hợp này, vật thu nhiệt ∆t = ts - tt cịn vật toả nhiệt ∆t = tt – ts Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD1: Một bình nhơm có khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước nhiệt độ 20oC Người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,2kg đun nóng tới nhiệt độ 75oC Xác định nhiệt độ nước bắt đầu có cân nhiệt.Cho biết nhiệt dung riêng nhôm 920J/kgK; nhiệt dung riêng nước 4180J/kgK; nhiệt dung riêng sắt 460J/kgK Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh HD Gọi t nhiệt độ lúc cân nhiệt Nhiệt lượng sắt toả cân bằng: Q1 = mscs(75 – t) = 92(75 – t) (J) Nhiệt lượng nhôm nước thu vào cân nhiệt: Q2 = mnhcnh(t – 20) = 460(t – 20) (J) Q3 = mncn(t – 20) = 493,24(t – 20) (J) Áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả = Qthu 92(75 – t) = 460(t – 20) + 493,24(t – 20) 92(75 – t) = 953,24(t – 20) Giải ta t ≈ 24,8oC Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD2: Một nhiệt lượng kế đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước nhiệt độ 8,4oC Người ta thả miếng kim loại có khối lượng 192g đun nóng tới nhiệt độ 100oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng miếng kim loại, biết nhiệt độ có cân nhiệt 21,5oC.Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh biết nhiệt dung riêng đồng thau 128J/kgK nước 4180J/kgK HD Nhiệt lượng toả miếng kim loại cân nhiệt là: Q1 = mkck(100 – 21,5) = 15,072ck (J) Nhiệt lượng thu vào đồng thau nước cân nhiệt là: Q2 = mđcđ(21,5 – 8,4) = 214,6304 (J) Q3 = mncn(21,5 – 8,4) =11499,18 (J) Áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả = Qthu 15,072ck = 214,6304 + 11499,18 Giải ta ck = 777,2J/kgK Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD3: Thả cầu nhôm khối lượng 0,105kg đun nóng tới 1420C vào cốc đựng nước 200C, biết nhiệt độ có cân nhiệt 420C Tính khối lượng nước cốc, biết nhiệt dung riêng nước 880J/kg.K nước 4200J/kg.K HD - Nhiệt lượng miếng nhôm tỏa : Q1 = m1c1(142– 42) - Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2c2(42 - 20) - Theo PT cân nhiệt: Q1 = Q2 ⇔ m1c1(142– 42)=m2c2(42 - 20) ⇒ m2 = m1c1 100 22.4200 = 0,1kg Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD4 100o 24o 4,19.103 J/Kg.K HD - Q1 = m1 c1 (t1 – t) = m2 c2 (t – t2) = m3 c3 (t – t2) : Q1 = Q2 + Q3 ⇔ m1 c1 (t1 – t) = m2 c2 (t – t2) + m3 c3 (t – t2) m1.c1.t1 + m2 c2 t2 + m3 c3 t2 ⇒t = m1.c1 + m2 c2 + m3 c3 t= 0, 08.380.100 + 0,12.880.24 + 0, 4.4190.24 = 25, 27 (oC.) 0, 08.380 + 0,12.880 + 0, 4.4190 Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD5: 25o 30o 4200J/Kg.K HD lên 30o 25oC Q12 = (m1.c1 + m1.c2).(t- t1) Q3 = m3.c3.(t2 –t) : : Q12 = Q3 ⇔ (m1.c1 + m1.c2).(t- t1) = m3.c3.(t2 –t) (m1.c1 + m2 c2 ) ( t − t1 ) (0,1.380 + 0,375.4200).(30 − 25) ⇒ c3 = = = 336 m ( t2 − t ) 0, ( 90 − 30 ) = 336 J/Kg.K Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 90o Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD6 20o 42o 880 4200 J/Kg.K HD : Q1 = m1.c1.(t2 – t) = m2.c2.(t – t1) ⇔ ⇒ m2 = Q1 = Q2 m1.c1.(t2 – t) = m2.c2.(t – t1) m1.c1 ( t2 − t ) c2 ( t − t1 ) = 142o : 0,105.880.(142 − 42) = 0,1 Kg 4200.(42 − 20) Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Người ta thực cơng 1000 J để nén khí xilanh Tính độ biến thiên khí , biết khí truyền môi trường xung quanh nhiệt lượng 400 J ? Đs ∆U = 600 J Bài 2: Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng xilanh đặt nằm ngang Khí nở đẩy pittơng đoạn cm Biết lực ma sát pittơng xilanh có độ lớn 20 N Tính độ biến thiên nội khí : Đs ∆U = 0,5 J Bài 3: Một lượng khí bị nung nóng tăng thể tích 0,02m3 nội biến thiên 1280J Nhiệt lượng truyền cho khí bao nhiêu? Biết trình đẳng áp áp suất 2.105Pa Đs 5280J Bài 4: Một bình nhơm khối lượng 0,5kg nhiệt độ 20 C Tính nhiệt lượng cần cung cấp để tăng lên 500C Biết nhiệt nhung nhôm 0,92.103J/kg.K Đs 13,8 103J Bài 5: Khi cung cấp nhiệt lượng 2J cho khí xilanh đặt nằm ngang, khí nở đẩy pittơng di chuyển 5cm Cho lực ma sát pittông xilanh 10N Độ biến thiên nội khí là? Đs.1,5J Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 ... HD - Nhiệt lượng miếng nhôm tỏa : Q1 = m1c1 (14 2– 42) - Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2c2(42 - 20) - Theo PT cân nhiệt: Q1 = Q2 ⇔ m1c1 (14 2– 42)=m2c2(42 - 20) ⇒ m2 = m1c1 10 0 22.4200 = 0,1kg... Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 016 89.996 .18 7 Chủ đề 1: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD4 10 0 o 24o 4 ,19 .10 3 J/Kg.K HD - Q1 = m1 c1 (t1 – t) = m2... 4200J/Kg.K HD lên 30o 25oC Q12 = (m1.c1 + m1.c2).(t- t1) Q3 = m3.c3.(t2 –t) : : Q12 = Q3 ⇔ (m1.c1 + m1.c2).(t- t1) = m3.c3.(t2 –t) (m1.c1 + m2 c2 ) ( t − t1 ) (0 ,1. 380 + 0,375.4200).(30 − 25)