.....................................................................................................................................................................................................................................................................................
Phương pháp giải tập Vật lý 10 CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG A CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: : TÝnh ®éng lỵng cđa mét vËt, mét hƯ vËt - Động lượng p vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định biểu thức: p = m v - Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1 - Động lượng ur uu r hệ uurvật: p = p1 + p2 ur ur Nếu: p1 ↑↑ p ⇒ p = p1 + p2 ur ur Nếu: p1 ↑↓ p ⇒ p = p1 − p2 ur ur Nếu: p1 ⊥ p ⇒ p = p12 + p2 r uur ·uu Nếu: p1 , p2 = α ⇒ p = p12 + p2 + p1 p2 cosα ( ) Dạng 2: Bài tập định luật bảo tồn động lượng Bíc 1: Chän hƯ vËt cô lập khảo sát Bớc 2: Viết biểu thức động lợng hệ trớc sau uu rtợng uu r Bớc 3: áp dụng định luật bảo toàn động lỵng cho hƯ: pt = ps (1) Bíc 4: Chun phơng trình (1) thành dạng vô hớng (b vecto) cách: + Phơng pháp chiếu + Phơng pháp hình häc * Những lưu ý giải toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng: a Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) phương, biểu thức định luật bảo toàn động lượng viết lại: m1v1 + m2v2 = m1 v1' + m2 v '2 Trong trường hợp ta cần quy ước chiều dương chuyển động - Nếu vật chuyển động theo chiều dương chọn v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương chọn v < b Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) không phương, ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t biểu diễn hình vẽ Dựa vào tính chất hình học để tìm u cầu toán c Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ không - Ngoại lực nhỏ so với nội lực - Thời u gian r tương tác ngắn ur - Nếu F ngoai luc ≠ hình chiếu F ngoai luc phương khơng động lượng bảo tồn phương B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v = m/s v2 = m/s Tìm tổng động lượng ( phương, chiều độ lớn) hệ trường hợp : a) v v hướng b) v v phương, ngược chiều c) v v vng góc Phương pháp giải tập Vật lý 10 Giải a) Động lượng hệ : p= p1+ p2 Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1.3 + 3.1 = kgm/s b) Động lượng hệ : p= p1+ p2 Độ lớn : p = m1v1 - m2v2 = c) Động lượng hệ : p= p1+ p2 Độ lớn: p = p12 + p 22 = = 4,242 kgm/s Bài 2: Một viên đạn khối lượng 1kg bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc 500 m/s hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc bao nhiêu? Giải - Xét hệ gồm hai mảnh đạn thời gian nổ, xem hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng -urĐộng rlượng ur trước đạn nổ: u r pt = mv =p u r p -urĐộng lượng sau đạn nổ: p r r ur ur ps = m1.v1 + m2.v2 = p1 + p2 u r Theo hình vẽ, ta có: p1 O m m p22 = p2 + p12 ⇒ v22 ÷ = ( mv ) + v12 ÷ ⇒ v22 = 4v2 + v12 = 1225m/ s 2 2 r - Góc hợp v2 phương thẳng đứng là: p v 500 sinα = = = ⇒ α = 350 p2 v2 1225 Bài 3: Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg Vận tốc viên đoạn khỏi nịng súng 600m/s Tìm vận tốc súng sau bắn Giải - Động lượng súng chưa bắn - Động lượng hệ sau bắn súng là: mS vS + mđ vđ - Áp dụng điịnh luật bảo toàn động lượng mS vS + mđ vđ = - Vận tốc súng là: m v v = − đ đ = 1,5(m / s) mS Bài 4: Một xe ơtơ có khối lượng m1 = chuyển động thẳng với vận tốc v = 1,5m/s, đến tơng dính vào xe gắn máy đứng yên có khối lượng m2 = 100kg Tính vận tốc xe Giải α Phương pháp giải tập Vật lý 10 - Xem hệ hai xe hệ cô lập - Áp dụmg địmh luật bảo toàn động lượng hệ m1 v1 = (m1 + m2 )v v phương với vận tốc v1 - Vận tốc xe là: m1 v1 v= = 1,45(m/s) m1 + m2 Bài 5: Một người khối lượng m1 = 50kg chạy với vận tốc v = 4m/s nhảy lên xe khối lượng m2 = 80kg chạy song song ngang với người với vận tốc v = 3m/s sau đó, xe người tiếp tục chuyển động theo phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu xe người chuyển động: a/ Cùng chiều b/ Ngược chiều Giải Xét hệ: Xe + người hệ kín Theorđịnh luật r BT động lượng r m1.v1 + m2.v2 = ( m1 + m2 ) v a/ Khi người nhảy chiều mv + mv 50.4+ 80.3 1 2 = = 3,38m/ s - Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 3,38 m1 + m2 50+ 80 m/s b/ Khi người nhảy ngược chiều − mv + mv −50.4 + 80.3 1 2 v/ = = = 0,3m/ s Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc m1 + m2 50 + 80 0,3m/s v= CHỦ ĐỀ 2: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT A CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: TÝnh c«ng công suất biết lực F ; quÃng đờng dịch chuyển góc Cụng: A = F.s.cos = P.t (J) A Công suất: P = = F v.cosα (W) t Dng 2: Tính công công suất biết đại lợng liên quan đến lực( pp động lực học) động học Phơng pháp: - Xác định lực F tác dụng lên vật theo phơng pháp động lực học (ó hc chng 2) - Xác định quÃng đờng s công thức động học Nh: vật chuyển động thẳng đều: s = v.t Phương pháp giải tập Vật lý 10 s = v0t + a.t 2 Vật chuyển động biến đổi đều: 2 v − v0 = 2as *Chó ý: Nếu vật chịu nhiều lực tác dụng công hợp lực F tổng công lực tác dụng lªn vËt AF = AF1+ AF2+ +AFn B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Người ta kéo thùng nặng 30kg trượt sàn nhà dây hợp với phương nằm ngang góc 450, lực tác dụng lên dây 150N Tính cơng lực thùng trượt 15m Khi thùng trượt công trọng lực bao nhiêu? Giải - Công lực F kéo thùng 15m là: Áp dụng công thức: A = F.s.cosα = 1586,25J ( đó: F = 150N; S = 15m; cosα = ) - Trong q trình chuyển động trọng lực ln vng góc với phương chuyển động nên công Ap = Bài 2: Một xe tải khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động nhanh dần sau quãng đường 144m vận tốc đạt 12m/s Hệ số ma sát xe mặt đường μ = 0,04 Tính cơng lực tác dụng lên xe quãng đường 144m Lấy g = 10m/s2 Giải - Các lực tác dụng lên xe: N , P , Fk , Fms - Ox: Fk - Fms = ma - Oy: N – P = - Gia tốc xe là: v2 a= = 0,5m / s 2s - Độ lớn lực kéo là: Fk = Fms + ma = 2250N - Độ lớn lực ma sát: Fms = μ.m.g = 57,6 N - Công lực:AP = AN = 0;A K = 3,24.105 J;Ams = 1,44.105J Bài 3: Một ơtơ có khối lượng m = 1,2 chuyển động mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36km/h Biết công suất động ơtơ 8kw Tính lực ma sát ơtơ mặt đường Giải - Các lực tác dụng lên xe: N , P , Fk , Fms - Ox: Fk - Fms = - Oy: N – P = - Độ lớn lực kéo là: Ta có: Phương pháp giải tập Vật lý 10 A F s P = = F v ⇒ F = Fms = = 800 N t t v Bài 4: Một vật có khối lượng m = 0,3kg nằm yên mặt phẳng nằm không ma sát Tác dụng lên vật lực kéo F = N hợp với phương ngang góc α = 30 a) Tính cơng lực thực sau thời gian 5s b) Tính cơng suất tức thời thời điểm cuối c) Giả sử vật mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số µ = 0,2 cơng tồn phần có giá trị ? Giải y - Chọn trục tọa độ hình vẽ: - Các lực tác dụng lên vật: P , N , F F N - Theo định luật II N- T: P + N + F = m.a (1) - Chiếu (1) xuống trục ox: F cos α x F cos α = m.a ⇒ a = m P - Vật tác dụng lực F vật chuyển động nhanh dần - Quãng đường vật 5s là: P= F cosα s = at = t = 52 = 180m 2 m 0,3 a) Công lực kéo: A = F s cos α = 5.180 b) Công suất tức thời: N= = 778,5 J A F s.cosα = = F v.cosα = F at cosα = 5.14,4.5 = 312W t t c) Trong trường hợp có ma sát: Theo định luật II N- T: P + N + F + Fms = m.a (1) Chiếu (1) xuống trục oy, ta được: N = P − F sin α = m.g − F sin α Fms = µ N = µ (mg − F sinα ) = 0,2.(0,3.10 − ) = 0,06N Suy ra: - Công lực ma sát : Ams = Fms s cos α = −0,06.180 = −10,8 J - Công lực kéo: Fk = 778,5 J - Công trọng lực phản lực: AP = , AN = Phương pháp giải tập Vật lý 10 - Cơng tồn phần vật: A = Ak + Ams + APr + ANr = 778,5− 10,8+ 0+ = 767,7J CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG A.CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: tốn tính động áp dụng định lý biến thiên động 1.Động vật W® = mv (J) 2 Bài toán định lý biến thiên động ( phải ý đến loại tập này) ∆ Wđ = wđ2 wđ1 = A Ngoại lực 1 mv22 − mv12 = ∑Fngo¹i lùcs 2 Nhớ kỹ: ∑ Fngoai luc tổng tất lực tác dng lờn võt Dng 2: Tính trọng trờng, công trọng lực độ biến thiên trọng trờng * Tính - Chọn mốc (W t= 0); xác định độ cao so với mốc đà chọn z(m) m(kg) - S dụng: Wt = mgz Hay Wt1 – Wt2 = AP * Tính công trọng lực AP độ biến thiên (Wt): - p dụng : Wt = Wt2 – Wt1 = -AP ↔ mgz1 – mgz2 = AP Chú ý: Nếu vật lên AP = - mgh < 0(công cản); vật xuống AP = mgh > 0(công phát động) B BI TP VN DNG Bài 1: Một viên đạn có khối lượng 14g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua gỗ dày cm, sau xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s Tính lực cản trung bình gỗ tác dụng lên viên đạn? Giải Độ biến thiên động viên đạn xuyên qua gỗ ( ) 1 ∆Wd = mv22 − mv12 = 0,014 1202 − 4002 = −1220,8J 2 Theo định lý biến thiên động AC = ∆Wd = FC.s = - 1220,8 −1220,8 = −24416N 0,05 Dấu trừ để lực cản Bài 2: Một ơtơ có khối lượng 1100 kg chạy với vận tốc 24 m/s a/ Độ biến thiên động ôtô vận tốc hãm 10 m /s? b/ Tính lực hãm trung bình quãng đường ôtô chạy 60m Giải Suy ra: FC = Phương pháp giải tập Vật lý 10 Độ biến thiên động ôtô 1 ∆Wd = mv22 − mv12 = 1100 102 − 242 = −261800J 2 - Lực hãm trung bình tác dụng lên ôtô quãng đường 60m Theo định lý biến thiên động AC = ∆Wd = FC.s = - 261800 ( ) −261800 = −4363,3N 60 Dấu trừ để lực hãm Suy ra: FC = Bài 3: Một tơ có khối lượng chuyển động đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, qua A vận tốc ô tô 10m/s đến B vận tốc ô tô 20m/s Biết độ lớn lực kéo 4000N Tìm hệ số masat µ1 đoạn đường AB Đến B động tắt máy lên dốc BC dài 40m nghiêng 30 o so với mặt phẳng ngang Hệ số masat mặt dốc µ2 = Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C khơng? 3 Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc dừng lại C phải tác dụng lên xe lực có hướng độ lớn nào? Giải Xét đoạn đường AB: Các lực tác dụng lên ô tô là: P, N; F; Fms Theo định lí động năng: AF + Ams = m ( v 2B − v 2A ) => F.sAB – µ1mgsAB = m( v 22 − v12 ) => 2µ1mgsAB = 2FsAB - m ( v 2B − v 2A ) 2Fs AB − m( v 2B − v 2A ) => µ1 = mgs AB Thay giá trị F = 4000N; sAB= 100m; vA = 10ms-1 vB = 20ms-1 ta thu µ1 = 0,05 Xét đoạn đường dốc BC Giả sử xe lên dốc dừng lại D 1 Theo định lí động năng: AP + Ams = m ( v 2D − v 2B ) = - m v 2B 2 1 => - mghBD – µ’mgsBDcosα = - m v 2B gsBDsinα + µ’gsBDcosα = v 2 B v 2B gsBD(sinα + µ’cosα) = v B => sBD = 2g (sin α + µ' cos α) 100 thay giá trị vào ta tìm sBD = m < sBC Vậy xe lên đến đỉnh dốc C Tìm lực tác dụng lên xe để xe lên đến đỉnh dốc C Giả sử xe lên đến đỉnh dốc: vc = 0, SBC = 40m Phương pháp giải tập Vật lý 10 m v 2B 1 => FsBC - mghBC – µ’mgsBCcosα = - m v 2B => FsBC = mgsBCsinα + µ’mgsBCcosα - m v 2B 2 mv B 2000.400 => F = mg(sinα + µ’cosα) = 2000.10(0,5 + )= 2000N 2s BC 2.40 Vậy động phải tác dụng lực tối thiểu 2000N tô chuyển động lên tới đỉnh C dốc Bài 4: Một xe có khối lượng m =2 chuyển động đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi v = 6km/h Hệ số ma sát xe mặt đường µ = 0,2 , lấy g = 10m/s2 a Tính lực kéo động b Đến điểm B xe tắt máy xuống dốc BC nghiêng góc 30 o so với phương ngang, bỏ qua ma sát Biết vận tốc chân C 72km/h Tìm chiều dài dốc BC c Tại C xe tiếp tục chuyển động đoạn đường nằm ngang CD thêm 200m dừng lại Tìm hệ số ma sát đoạn CD Giải a Vì xe chuyển đông với vận tốc không đổi 6km/h nên ta có: Khi ta có: AF + Ams + Ap = - Fk = fms = µ mg = 0,2.2.103.10 = 4000N b Theo định lý biến thiên động năng, Ta có: 1 mvc2 − mv B2 = AuPr + AuNur 2 Do AuNur = 1 mvc2 − mv B2 = AuPr 2 u r sinα Trong đó: AP = mgBC Nên 1 BC.sinα mvc2 − mv B2 = mg 2 v − vB2 202 − 1,62 BC = c = ; 39,7m Suy ra: 2.g.sinα 2.10 c Gia tốc đoạn CD Ta có: vD2 − vC = 2.aCD ⇒ a= − vC 2.CD = −202 = −1m/ s2 2.200 −a = = 0,1 g 10 Bài 5: Dưới tác dụng lực không đổi nằm ngang, xe đứng yên chuyển động thẳng nhanh dần hết quãng đường s = 5m đạt vận tốc v = 4m/s Xác định công cơng suất trung bình lực, biết khối lượng xe m = 500kg, hệ số ma sát bánh xe mặt đường nằm ngang μ =0,01 Lấy g = 10m/s2 ⇒ µ mg = − ma ⇒µ= Mặt khác: fms = −ma Giải - Các lực tác dụng lên xe là: F ; Fms ; N ; P Phương pháp giải tập Vật lý 10 - Theo định luật II Niu tơn: F + Fms + N + P = ma Trên Ox: F – Fms = m v2 2.s ⇒ F = Fms + m v 2.s - Công trọng lực: v2 A = F.s = ( Fms + m ).s 2.s A = 4250J - Cơng suất trung bình xe là: A 4250 v = 1700W + Ta có: v =a.t ⇒ t = = 2,5s ⇒ P = = t 2,5 a Bài 6: Một vật có khối lượng 10 kg, lấy g = 10 m/s2 a/ Tính vật A cách mặt đất 3m phía đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc mặt đất b/ Nếu lấy mốc đáy giếng, tính lại kết câu c/ Tính cơng trọng lực vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất Nhận xét kết thu Giải Lấy gốc mặt đất h = a/ + Tại độ cao h1 = 3m Wt1 = mgh1 = 60J + Tại mặt đất h2 = Wt2 = mgh2 = + Tại đáy giếng h3 = -3m Wt3 = mgh3 = - 100J b/ Lấy mốc đáy giếng + Tại độ cao 3m so mặt đất h1 = 8m Wt1 = mgh1 = 160J + Tại mặt đất h2 = 5m Wt2 = mgh2 = 100 J + Tại đáy giếng h3 = Wt3 = mgh3 = c/ Công trọng lực vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất A31 = Wt3 – Wt1 + Khi lấy mốc mặt đất A31 = Wt3 – Wt1 = -100 – 60 = -160J +Khi lấy mốc đáy giếng A31 = Wt3 – Wt1 = – 160 = -160J Bài 7: Một vật có khối lượng kg đặt vị trí trọng trường W t1 = 500J Thả vật rơi tự đến mặt đất Wt1 = -900J a/ Hỏi vật rơi từ độ cao so với mặt đất b/ Xác định vị trí ứng với mức không chọn Phương pháp giải tập Vật lý 10 c/ Tìm vận tốc vật vật qua vị trí Giải - Chọn chiều dương có trục Oz hướng lên Ta có: Wt1 – Wt2 = 500 – (- 900) = 1400J = mgz1 + mgz2 = 1400J 1400 = 47,6m Vậy z1 + z2 = 3.9,8 Vậy vật rơi từ độ cao 47,6m b/ Tại vị trí ứng với mức không z = - Thế vị trí z1 500 = 17m Wt1 = mgz1 ⇒ z1 = 3.9,8 Vậy vị trí ban đầu cao mốc chọn 17m c/ Vận tốc vị trí z = Ta có: v2 – v02 = 2gz1 z A Z1 o Z2 B ⇒ v = 2gz1 = 18,25m/ s CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN CƠ NĂNG 1 Động năng: Wđ = mv2 2 Thế năng: Wt = mgz mv2 + mgz * Phương pháp giải toán định luật bảo tồn - Chọn gốc thích hợp cho tính dễ dàng ( thường chọn mặt đất chân mặt phẳng nghiêng) 1 2 - Tính lúc đầu ( W1 = mv1 + mgh1 ), lúc sau ( W2 = mv2 + mgh2 ) 2 - Áp dụng: W1 = W2 - Giải phương trình để tìm nghiệm tốn Chú ý: áp dụng định luật bảo tồn hệ khơng có ma sát ( lực cản) có thêm lực Ac = ∆ W = W2 – W1 ( công lực cản độ biến thiên năng) 3.Cơ năng: W = Wđ +Wt = B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một vật ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 20m/s từ độ cao h so với mặt đất Khi chạm đất vận tốc vật 30m/s, bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10m/s2 Hãy tính: a Độ cao h b Độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất c Vận tốc vật động lần Giải a Chọn gốc mặt đất ( tạiB) 10 Phương pháp giải tập Vật lý 10 p1V1 p2V2 8V 320 = ⇒ T2 = = 731K T1 T2 5.0, 7V1 b Vì pít- tơng giữ khơng đổi nên q trình đẳng tích: Theo định luật Sác – lơ, ta có: p1 P3 p T 546.0,7 = ⇒ p3 = = = 1,19atm T1 T3 T1 320 Bài 2: Tính khối lượng riêng khơng khí 100 oC , áp suất 2.105 Pa Biết khối lượng riêng khơng khí 0oC, áp suất 1.105 Pa 1,29 Kg/m3? Giải - Ở điều kiện chuẩn, nhiệt độ To = 273 K áp suất po = 1,01 105 Pa 1kg khơng khí tích m Vo = = = 0,78 m3 ρ0 1, 29 Ở điều kiện T2 = 373 K, áp suất p2 = 105 Pa, 1kg khơng khí tích V2, Áp dụng phương trình trạng thái, p0 V0 p2 V2 = Ta có: T0 T2 p V T ⇒ V2 = 0 = 0,54 m3 T0 p2 Vậy khối lượng riêng khơng khí điều kiện ρ = = 1,85 kg/m3 0,54 Bài 3: thể tích lượng khí giảm 1/10, áp suất tăng 1/5 nhiệt độ tăng thêm 16 0C so với ban đầu Tính nhiệt độ ban dầu khí Giải TT1: p1, V1, T1 TT2: p2 = 1,2p1, V2 = 0,9V1, T2 = T1 +16 p1V1 p2 V2 = ⇒ T1 = 200 K Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: T1 T2 Bài 4: pít tơng máy nén, sau lần nén đưa lít khí nhiệt độ 27 C áp suất atm vào bình chưa khí thể tích 2m tính áp suất khí bình phít tơng thực 1000 lần nén Biết nhiệt độ bình 420 C Giải TT1 TT2 p1 = 10atm p2 =? V1 = nV = 1000.4 = 4000l V2 = 2m3 = 2000l T1 = 300K T2 = 315K Áp dụng phương trình trạng thái: p1V1 p2 V2 = ⇒ p2 = 2,1atm T1 T2 Bài 5: xilanh động đốt có 2dm3 hỗn hợp khí áp suất atm nhiệt độ 470C Pít tơng nén xuống làm cho thể tích hỗn hợp khí cịn 0,2 dm áp suất tăng lên tới 15 atm Tính hỗn hợp khí nén Giải TT1TT2 18 Phương pháp giải tập Vật lý 10 p1 = 1atm p2 =15atm V1 = 2dm3 V2 = 0,2 dm3 T1 = 320K T2 ? Áp dụng phương trình trạng thái: p1V1 p2 V2 = ⇒ T2 = 480 K ⇒ t2 = 207 o C T1 T2 CHƯƠNG VI: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHỦ ĐỀ 1: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG A Phương pháp giải toán truyền nhiệt vật + Xác định nhiệt lượng toả thu vào vật trình truyền nhiệt thông 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 vật toả nhiệt ∆t = tt – ts B Bài tập vận dụng Bài 1: Một bình nhơm có khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước nhiệt độ 20 oC Người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,2kg đun nóng tới nhiệt độ 75 oC 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 Giải 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 Bài 2: Một nhiệt lượng kế đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước nhiệt độ 8,4 oC Người ta thả miếng kim loại có khối lượng 192g đun nóng tới nhiệt độ 100 oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng miếng kim loại, biết nhiệt độ có cân nhiệt 21,5 oC.Bỏ qua truyền nhiệt môi trường xung quanh biết nhiệt dung riêng đồng thau 128J/kgK nước 4180J/kgK Giải 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) 19 Phương pháp giải tập Vật lý 10 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 Bài 3: Thả cầu nhơm khối lượng 0,105kg đun nóng tới 142 0C vào cốc đựng nước 200C, biết nhiệt độ có cân nhiệt 42 0C Tính khối lượng nước cốc, biết nhiệt dung riêng nước 880J/kg.K nước 4200J/kg.K Giải - 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 = mc 1.100 22.4200 = 0,1kg Bài 4: Một cốc nhơm có khối lượng 120g chứa 400g nước nhiệt độ 24 oC Người ta thả vào cốc nước thìa đồng khối lượng 80g nhiệt độ 100oC Xác định nhiệt độ nước cốc có cân nhiệt Biết nhiệt dung riêng nhôm 880 J/Kg.K, đồng 380 J/Kg.K nước 4,19.10 J/Kg.K Giải - Gọi t nhiệt độ có cân nhiệt - Nhiệt lượng thìa đồng tỏa Q1 = m1 c1 (t1 – t) - Nhiệt lượng cốc nhôm thu vào Q2 = m2 c2 (t – t2) - Nhiệt lượng nước thu vào Q3 = m3 c3 (t – t2) Theo phương trình cân nhiệt, ta có: Q1 = Q2 + Q3 ⇔ m1 c1 (t1 – t) = m2 c2 (t – t2) + m3 c3 (t – t2) ⇒ t = m1.c1.t1 + m2 c2 t2 + m3 c3 t2 m1.c1 + m2 c2 + m3 c3 Thay số, ta 0, 08.380.100 + 0,12.880.24 + 0, 4.4190.24 = 25, 27 oC t= 0, 08.380 + 0,12.880 + 0, 4.4190 Bài 5: Một nhiệt lượng kế đồng khối lượng m1 = 100g có chứa m2 = 375g nước nhiệt độ 25oC Cho vào nhiệt lượng kế vật kim loại khối lượng m =400g 90oC Biết nhiệt độ có cân nhiệt 30oC Tìm nhiệt dung riêng miếng kim loại Cho biết nhiệt dung riêng đồng 380 J/Kg.K, nước 4200J/Kg.K Giải Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 25oC lên 30oC Q12 = (m1.c1 + m1.c2).(t- t1) Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa là: Q3 = m3.c3.(t2 –t) Theo phương trình cân nhiệt, ta có: Q12 = Q3 ⇔ (m1.c1 + m1.c2).(t- t1) = m3.c3.(t2 –t) 20 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ⇒ c3 = (m1.c1 + m2 c2 ) ( t − t1 ) m ( t2 − t ) = (0,1.380 + 0,375.4200).(30 − 25) = 336 0, ( 90 − 30 ) Vậy c3 = 336 J/Kg.K Bài 6: Thả cầu nhôm khối lượng 0,105 Kg nung nóng tới 142oC vào cốc nước 20oC Biết nhiệt độ có cân nhiệt 42oC Tính khối lượng nước cốc Biết nhiệt dung riêng nhôm 880 J/Kg.K nước 4200 J/Kg.K Giải Gọi t nhiệt độ có cân nhiệt Nhiệt lượng cầu nhôm tỏa là: Q1 = m1.c1.(t2 – t) Nhiệt lượng nước thu vào Q2 = m2.c2.(t – t1) Theo phương trình cân nhiệt, ta có: Q1 = Q2 ⇔ m1.c1.(t2 – t) = m2.c2.(t – t1) m1.c1 ( t − t ) 0,105.880.(142 − 42) ⇒ m2 = = = 0,1 Kg c2 ( t − t1 ) 4200.(42 − 20) CHỦ ĐỀ 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A Các dạng tập phương pháp giải Dạng 1: Tính tốn đại lượng liên quan đến cơng, nhiệt độ biến thiên nội Áp dụng nguyên lý I: ∆U = A + Q Trong ®ã: ∆U : biÕn thiên nội (J) A : công (J) ã Qui ớc: + U > nội tăng, U < nội giảm + A > vật nhận c«ng , A < vËt thùc hiƯn c«ng + Q > vËt nhËn nhiƯt lỵng, Q < vËt trun nhiƯt lỵng Chú ý: a.Q trình đẳng tích: ∆V = ⇒ A = nên ∆U = Q b Quá trình đẳng nhiệt T = ⇒ ∆U = nên Q = -A c Quá trình đẳng áp - Cơng giãn nở q trình đẳng áp: A = p(V2 − V1) = p.∆V p = h»ngsè : ¸p st cđa khèi khÝ V1, V2 : thể tích lúc đầu lúc sau khí - Có thể tính cơng cơng thức: A = pV1 (T2 − T1 ) ( tốn khơng cho V2) T1 Đơn vị thể tích V (m3), đơn vị áp suất p (N/m2) (Pa) 1Pa = Dạng 2: Bài toán hiệu suất động nhiệt - HiÖu suÊt thùc tÕ: 21 N m2 Phương pháp giải tập Vật lý 10 H= Q1 − Q2 = A (%) Q1 Q1 - HiÖu suÊt lý tëng: T T1 − T2 = - vµ H ≤ Hmax Hmax = T1 T1 - NÕu cho H suy A biết Q1 ,ngợc lại cho A suy Q1 vµ Q2 B Bài tập vận dụng Bài 1: bình kín chứa 2g khí lý tưởng 200C đun nóng đẳng tích để áp suất khí tăng lên lần a Tính nhiệt độ khí sau đun b Tính độ biến thiên nội khối khí, cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích khí 12,3.103 J/kg.K Giải p1 p2 = a Trong q trình đẳng tích thì: , áp suất tăng lần áp nhiệt độ tăng lần, vậy: T1 T2 T2 = 2T1 = 2.(20 + 273) = 586K, suy t2 = 3130C b Theo nguyên lý I thì: ∆U = A + Q q trình đẳng tích nên A = 0, Vậy ∆U = Q = mc (t2 – t1) = 7208J Bi 2: Một lợng khí áp suất 2.104 N/m2 tích lít Đợc đun nóng đẳng áp khí nở tích lít Tính: a.Công khí thực b.Độ biến thiên nội khí Biết đun nóng khí nhận đợc hiệt lợng 100 J Giải a Tính công khí thực đợc: A = p(V2 V1) = p.∆V Víi p = 2.104 N / m2 vµ ∆V = V2 − V1 = 2lÝt = 2.10−3m3 Suy ra: A = 2.104.2.10−3 = 40 J V× khÝ nhËn nhiƯt lợng ( Q > ) thực công nên: A = 40 J b Độ biến thiên nội năng: áp dụng nguyên lý I NĐLH U = Q + A Víi Q = 100J vµ A = −40J Suy ra: ∆U = 100− 40 = 60 J Bài 3: Một khối khí tích 10 lít áp suất 2.10 5N/m2 nung nóng đẳng áp từ 30 oC đến 1500C Tính cơng khí thực trình Giải Trong trình đẳng áp, ta có: V2 T2 T 423 = ⇒ V2 = V1 = 10 = 13,96l V1 T1 T1 303 - Cơng khí thực là: A = p.∆V = p.( V2 −V1 ) = 2.105.( 13,96 −10) 10−3 = 792J Bài 4: Một động nhiệt lý tưởng hoạt động hai nguồn nhiệt 100oC 25,4oC, thực cơng 2kJ a Tính hiệu suất động cơ, nhiệt lượng mà động nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng mà truyền cho nguồn lạnh 22 Phương pháp giải tập Vật lý 10 b Phải tăng nhiệt độ nguồn nóng lên để hiệu suất động đạt 25%? Giải a Hiệu suất động cơ: H= T1 − T2 T1 = 373− 298,4 = 0,2 = 2% 373 - Suy ra, nhiệt lượng mà động nhận từ nguồn nóng là: Q1 = A =10kJ H - Nhiệt lượng mà động truyền cho nguồn lạnh: Q2 = Q1 – A = 8kJ b Nhiệt độ nguồn nóng để có hiệu suất 25% T T2 298,4 H / = 1− 2/ ⇒ T1/ = = = 398K ⇒ t = T1/ − 273 = 125oC / 1− 0,25 T1 1− H Bài 5: Một máy nước có cơng suất 25KW, nhiệt độ nguồn nóng t = 2200C, nguồn lạnh t2 = 620C Biết hiệu suất động 2/3 lần hiệu suất lí tưởng ứng với nhiệt độ Tính lượng than tiêu thụ thời gian Biết suất tỏa nhiệt than q = 34.106J Giải - Hiệu suất cực đại máy là: T −T H Max = = 0,32 T1 - Hiệu suất thực máy là: H = 2/3HMax = 2/3.0,32 = 0,21 - Công máy thực 5h: A =P.t - Nhiệt lượng mà nguồn nóng máy nhận là: A A P.t H= ⇒ Q1 = = = 2,14.19 J Q1 H H - Khối lượng than cần sử dụng 5h là: Q m = = 62,9kg q Bài 6: khối khí có áp suất p = 100N/m thể tích V1 = 4m3, nhiệt độ t1 = 270C nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 870C Tính cơng khí thực Giải p1V1 p2V2 p2V2 − p1V1 = = Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: (P = P1= P2) T1 T2 T2 − T1 p1V1 P (V2 − V1 ) pV = ⇒ p (V2 − V1 ) = 1 (T2 − T1 ) Nên: T1 T2 − T1 T1 pV1 (T2 − T1 ) , đó: T1 = 300K, T2 = 360K, p = 100N/m2, V1 = 4m3 Vậy: A = T1 100.4(360 − 300) = 80 J Do đó: A = 300 23 Phương pháp giải tập Vật lý 10 CHƯƠNG VII: CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ CHỦ ĐỀ 1: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN A Phương pháp giải toán biến dạng lực gây ( biến dạng cơ) - Cơng thức tính lực đàn hồi: Fđh = k ∆l ( dùng cơng thức để tìm k) S Trong đó: k = E ( dùng cơng thức để tìm E, S) l0 k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi) E ( N/m2 hay Pa) : gọi suất đàn hồi hay suất Y-âng S (m2) : tiết diện lo (m): chiều dài ban đầu ∆l F = - Độ biến dạng tỉ đối: l0 SE - Diện tích hình trịn: S = π d2 (d (m) đường kính hình trịn) Nhớ: độ cứng vật ( thanh,lò xo) tỉ lệ nghịch với chiều dài: l1 k2 = l2 k1 B Bài tập vận dụng Bài 1: Một sợi dây kim loại dài 2m, đường kính 0,75mm Khi kéo lực 30N sợi dây dãn thêm 1,2mm a Tính suất đàn hồi sợi dây b Cắt dây thành phần kéo lực 30N độ dãn bao nhiêu? Giải - Vì độ lớn lực tác dụng vào độ lớn lực đàn hồi nên: s F = Fdh = k ∆l = E ∆l l0 với s = ⇒ E= π.d2 4F l0 π d ∆ l = nên F = E π d2 ∆l lo 4.30.2 ( −3 3,14 0,75.10 ) −3 1,2.10 = 11,3.1010 Pa b Khi cắt dây thành phần phần dây có độ cứng gấp lần so với dây ban đầu kéo dây lực 30N độ dãn giảm lần → ∆l = 0,4mm Bài 2: a.Ph¶i treo vật có khối lợng vào lò xo có hệ số đàn hồi k = 250N/m ®Ĩ nã d·n ∆l = 1cm LÊy g = 10m/s2 b.Một sợi dây đồng thau dài 1,8 m có đờng kính 0,8 mm Khi bị kéo lực 25N dÃn đoạn 1mm Xác định suất lâng đồng thau Giải a Tìm khối lợng m 24 Phng phỏp gii bi Vt lý 10 ur ur Vật m chịu tác dụng trọng lực P lực đàn hồi F r r Ta có: P + F =0 (ở trạng thái c©n b»ng) Suy ra: P = F Víi P = mg F = kl kl Nên mg = kl ⇒ m= g 250.0,01 m= = 0,25kg 10 (Víi k = 250N/m; ∆l =1cm =0,01m ; g=10m/s2) b T×m suÊt Young E? r r Xét dây đồng thau chịu tác dụng lực kéo Fk lực đàn hồi F trạng thái cân bằng: F = Fk S Mµ: F = k∆l ví i k = E , l0 d2 S= π π d2 ∆l = Fk Nªn: F = E 4l0 Suy ra: E = 4Fkl0 π d2∆l Víi Fk = 25 N; l0 =1,8m; d = 0,8mm =8.10-4 m ; ∆l =10-3 m 4.25.1,8 = 8,95.1010 Pa Nªn: E = −4 −3 3,14 8.10 10 ( ) Bài 3:Mét thÐp dµi 4m, tiÕt diện 2cm2 Phải tác dụng lên thép lực kéo để dài thêm 1,5mm? Có thể dùng thép để treo vật có trọng lợng mà không bị đứt? Biết suất Young giới hạn hạn bền thép 2.1011Pa 6,86.108Pa Giải Ta có: F = kl (1) Vµ k = E S (2) l0 Thay (2) vµo (1) suy ra: F = ES ∆l l0 10−3 F = 2.10 × 2.10 × 1,5 = 15.103 (N) Thanh thép chịu đựng đợc trọng lực nhá h¬n Fb P〈 Fb = σ bS = 6,86.108 × 2.10−4 P P + f - Lực tối thiểu: Fk = P + f Trong đó: P =mg trọng lượng vật f lực căng bề mặt chất lỏng Dạng 3: Bài toán tượng nhỏ giọt chất lỏng - Đầu tiên giọt nước to dần chưa rơi xuống - Đúng lúc giọt nước rơi: P=F ⇔ mg = σ l ( l chu vi miệng ống) ⇔ V1 D.g = σπ d V Dg = σπ d n Trong đó: n số giọt nước, V( m 3) thể tích nước ống, D(kg/m 3) khối lượng riêng chất lỏng, d (m) đường kính miệng ống ⇔ B Bài tập vận dụng Bài 1: Một cộng rơm dài 10cm mặt nước người ta nhỏ dung dịch xà phòng xuống bên mặt nước cộng rơm giả sử nước xà phòng lan bên Tính lực tác dụng vào cộng rơm Biết hệ số căng mặt ngồi nước nước xà phịng σ = 73.10−3 N / m,σ = 40.10−3 N / m 28 Phương pháp giải tập Vật lý 10 Giải - Giả sử bên tráiurlà nước,bên phải dung dịch xà phòng Lực căng bề mặt tác dụng lên cộng rơm gồm lực uu r căng mặt F 1, F2 nước nước xà phòng - Gọi l chiều dài cộng rơm: Ta có: F1 = σ 1.l, F2 = σ 2.l Do σ > σ nên cộng rơm dịch chuyển phía nước - Hợp lực tác dụng lên cộng rơm: F = F1 – F2 = (73 – 40).10-3.10.10-2 = 33.10-4N Bài 2: Cho nước vào ống nhỏ giọt có đường kính miệng ống d = 0,4mm hệ số căng bề mặt nước σ = 73.10−3 N / m Lấy g = 9,8m/s2 Tính khối lượng giọt nước rơi khỏi ống Giải - Lúc giọt nước hình thành, lực căng bề mặt F đầu ống kéo lên F = σ l = σ π d - Giọt nước rơi khỏi ống trọng lượng giọt nước lực căng bề mặt: F = P σ π d 73.10−3.3,14.0,4.10−3 ⇔ mg = σ π d ⇒ m= = = 9,4.10−6 kg = 0,0094g g 9,8 Bài 3: Nhúng khung hình vng có chiều dài cạnh 10cm vào rượu kéo lên Tính lực tối thiểu kéo khung lên, biết khối lượng khung 5g cho hệ số căng bề mặt rượu 24.10 -3N/m g = 9,8m/s2 Giải Lực kéo cần thiết để nâng khung lên: Fk = mg + f −3 −3 −1 Ở f = 2σ l nên Fk = mg + 2σ l = 5.10 9,8 + 2.24.10 4.10 = 0, 068 N Bài 4: Có 20cm3 nước đựng ống nhỏ giọt có đường kính đầu mút 0,8mm Giả sử nước ống chảy thành giọt tính xem ống có giọt, cho biết σ = 0, 073 N / m, D = 103 kg / m3 , g = 10m / s Giải V - Khi giọt nước bắt đầu rơi: P1 = F ⇔ m1 g = σ l ⇔ V1 Dg = σ l với V1 = n −6 V VDg 20.10 10 10 = = 1090 giọt - Suy D.g = σπ d ⇒ n = n σ π d 0, 073.3,14.0,8.10−3 CHỦ ĐỀ 4: SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT A Phương pháp giải tập chuyển thể chất Cơng thức tính nhiệt nóng chảy Q = λm (J) m (kg) khối lượng λ (J/kg) : Nhiệt nóng chảy riêng Cơng thức tính nhiệt hóa Q = Lm L(J/kg) : Nhiệt hoá riêng m (kg) khối lượng chất lỏng Cơng thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa 29 Phương pháp giải tập Vật lý 10 Q = m.c (t2 – t1) c (J/kg.k): nhiệt dung riêng Chú ý: Khi sử dụng công thức cần ý nhiệt lượng thu vào tỏa trình chuyển thể Q = λ m Q = L.m tính nhiệt độ xác định, cịn cơng thức Q = m.c (t – t1) dùng nhiệt độ thay đổi B Bài tập vận dụng Bài 1: Người ta thả cục nước đá khối lượng 80g oC vào cốc nhôm đựng 0,4kg nước 20 oC đặt nhiệt lượng kế Khối lượng cốc nhơm 0,20kg Tính nhiệt độ nước cốc nhôm cục nước vừa tan hết Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.10 5J/kg Nhiệt dung riêng nhôm 880J/kg.K nước lăJ/kg.K Bỏ qua mát nhiệt độ nhiệt truyền bên nhiệt lượng kế Giải - Gọi t nhiệt độ cốc nước cục đá tan hết - Nhiệt lượng mà cục nước đá thu vào để tan thành nước toC Q1 = λ.mnđ + cnđ mnđ t - Nhiệt lượng mà cốc nhôm nước tỏa cho nước đá Q2 = c Al m Al (t1 − t ) + cn mn (t1 − t ) - Áp dụng định luật bảo tồn chuyển hóa lượng Q1 = Q2 ⇒ t = 4,5o C Bài 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10 oC chuyển thành nước 0oC Cho biết nhiệt dung riêng nước đá 2090J/kg.K nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105J/kg Giải - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10oC chuyển thành nước đá 0oC là: Q1 = m.c.Δt = 104500J - Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá 0oC chuyển thành nước 0oC là: Q2 = λ.m = 17.105J - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10oC chuyển thành nước 0oC là: Q = Q1 + Q2 = 1804500J Bài 3: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước 25 oC chuyển thành 100oC Cho biết nhiệt dung riêng nước 4180J/kg.K nhiệt hóa riêng nước 2,3.106J/kg Giải - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước 25oC tăng lên 100oC là: Q1 = m.c.Δt = 3135KJ - Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước đá 100oC chuyển thành nước 100oC là: Q2 = L.m = 23000KJ - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá 25oC chuyển thành nước 100oC là: Q = Q1 + Q2 = 26135KJ Bài 4: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá -20 oC tan thành nước sau tiếp tục đun sơi để biến hồn tồn thành nước 100 oC Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105J/kg, nhiệt dung riêng nước đá 2,09.103J/kg.K, nhiệt dung riêng nước 4,18.103J/kg.K, nhiệt hóa riêng nước 2,3.106J/kg Giải - Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho cục nước đá có khối lượng 0,2kg -20 oC tan thành nước sau tiếp tục đun sơi để biến hoàn toàn thành nước 100oC 30 Phương pháp giải tập Vật lý 10 Q = cd m.( t0 − t1 ) + λ m+ cn.m.( t2 − t1 ) + L m= 619,96kJ Bài 5: lấy 0,01kg nước 1000C cho ngưng tụ bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước 9,50C nhiệt độ cuối 400C, cho nhiệt dung riêng nước c = 4180J/kg.K Tính nhiệt hóa nước Giải - Nhiệt lượng tỏa ngưng tụ nước 1000C thành nước 1000C Q1 = L.m = 0, 01.L - Nhiệt lượng tỏa nước 1000C thành nước 400C Q2 = mc(100 − 40) = 0, 01.4180(100 − 40) = 2508 J - Nhiệt lượng tỏa nước 1000C biến thành nước 400C Q = Q1 + Q2 = 0, 01L + 2508 (1) - Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,2kg nước từ 9,50C thành nước 400C Q3 = 0, 2.4180(40 − 9,5) = 25498 J (2) - Theo phương trình cân nhiệt: (1) = (2) Vậy 0,01L +2508 = 25498 Suy ra: L = 2,3.106 J/kg CHỦ ĐỀ 5: ĐỘ ẨM CỦA KHƠNG KHÍ A Phương pháp giải tốn độ ẩm khơng khí - Độ ẩm tỉ đối khơng khí: a f = 100% A p Hoặc f = 100% pbh - Để tìm áp suất bão hịa pbh độ ẩm cực đại A, ta dựa vào bảng 39.1 sgk - Khối lượng nước có phịng: m = a.V ( V(m3) thể tích phịng) B Bài tập vận dụng Bài 1: Phịng tích 50m3 khơng khí, phịng có độ ẩm tỉ đối 60% Nếu phịng có 150g nước bay độ ẩm tỉ đối khơng khí bao nhiêu? Cho biết nhiệt độ phòng 25 oC khối lượng riêng nước bão hòa 23g/m3 Giải - Độ ẩm cực đại khơng khí 25oC A = 23g/m3 - Độ ẩm tuyệt đối khơng khí lúc đầu a1 = f1.A = 13,8g/m3 - Khối lượng nước khơng khí tăng thêm 150g nên độ ẩm tuyệt đối tăng thêm: 150 ∆a = = 3g / m3 50 Vậy độ ẩm tỉ đối khơng khí là: a + ∆a f2 = = 73% A Bài 2: Phịng tích 40cm3 khơng khí phịng có độ ẩm tỉ đối 40% Muốn tăng độ ẩm lên 60% phải làm bay nước? biết nhiệt độ 20oC khối lượng nước bão hòa Dbh = 17,3g/m3 Giải 31 Phương pháp giải tập Vật lý 10 - Độ ẩm tuyệt đối khơng khí phịng lúc đầu lúc sau: - a1 = f1.A = f1.Dbh = 6,92g/m3 - a2 = f2.A = f2.Dbh = 10,38g/m3 - Lượng nước cần thiết là: m = (a2 – a1) V = ( 10,38 – 6,92).40 = 138,4g Bài 3: Một phịng tích 60m3, nhiệt độ 200C có độ ẩm tương đối 80% Tính lượng nước có phịng, biết độ ẩm cực đại 200C 17,3g/m3 Giải - Lượng nước có 1m3 là: a = f.A = 0,8.17,3 = 13,84g - Lượng nước có phịng là: m= a.V = 13,84.60 = 830,4g 32 ... pháp giải tập Vật lý 10 F l0 S E 80.2,5 ∆l ⇒ E = = = 2 .101 1 Pa −6 −3 l0 S ∆l 0,5 .10 10 F l S E / 100 .2,5 ∆l ⇒ ∆l / = = = 2,5 .10? ??3 m = 0, 25cm b.Ta có: F = l0 S E 0,5 .10? ??6.2 .101 1 a.Ta có: F = /... dài tương ứng dây E = 7 .101 0Pa; α = 2,3 .10? ??5 K −1 Giải - Lực kéo để dây dài thêm 0,8mm −6 S 10 8 .10 0.8 .10? ??3 = 224N Ta có: F = Fdh = E ∆l = 7 .10 lo b Ta có: ∆l 0,8 .10? ??3 ∆l = α lo.( t − t0 )... , cho biết α = 12 .10? ??6 K −1, E = 2 .101 1Pa Hướng dẫn Ta có: ∆l = loα ∆t 27 Phương pháp giải tập Vật lý 10 S S 11 −4 −6 Có: F = E ∆l = E .α lo.∆t = E.S.α ∆t = 2 .10 10 .10 12 .10 30 = 72000N lo