Bài giảng vật lý đại cương

.c om Bi giảng Vật lý đại cơng co ng Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn ng th an ViÖn VËt lý kü thuËt cu u du o Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Tμi liÖu tham khaá: Physics Classical and modern Frederick J Keller, W Edward Gettys, Malcolm J Skove McGraw-Hill, Inc International Edition 1993 R P Feymann Lectures on introductory Physics I V Savelyev Physics A general course, Mir Publishers 1981 Vật lý đại cơng nguyên lý v ứng dụng, tập I, II, III Do Trần ngọc Hợi chủ biên CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om Các trang Web cã liªn quan: http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/ http://nsdl.exploratorium.edu/ cu u du o ng th an Bμi gi¶ng cã trang: http://iep.hut.edu.vn load bμi giảng in thnh ti liệu cầm tay, nghe giảng ghi thêm vo! CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Bi mở đầu ã Ti liệu học : Vật lý đại cơng: Dùng cho khối trờng ĐH kỹ thuật công nghiệp (LT&BT) Tập I : Cơ, nhiệt học Tập II: Điện, Từ, Dao động & sóng Tập III: Quang, Lợng tử, VL nguyên tử, hạt nhân, chất rắn ã Cách học: Lên lớp LT; mang theo ti liệu cầm tay, nghe giảng, ghi thêm vo ti liệu ã Về nh: Xem lại bμi ghi, hiƯu chØnh l¹i cïng tμi liƯu -> Lμm bi tập ã Lên lớp BT tuầnẫ SV lên bảng, thầy kiểm tra lm bi nhμ -> §iĨm QT hƯ sè 0,3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om • ThÝ nghiƯm: §äc tμi liƯu TN tr−íc, kiĨm tra xong đợc vo phòng TN, Sau đo đợc số liệu phải trình thầy v đợc thầy chấp nhận ã Lm đợt 1: Từ tuần ẫ ã Ti liệu: Liên hệ BM VLDC tầng nh D3 Hon chỉnh bi ny đợc lm tiếp bi sau Cuối phải bảo vệ TN Nếu SV không qua đợc TN, không đợc dự thi ã Thi: 15 câu trắc nghiệm (máy tính chấm) + câu tự luận, rọc phách (thầy ngẫu nhiên chấm) Mỗi ngời đề Điểm thi hs 0,7 ã Điểm trình hệ số 0,3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đối tợng v phơng pháp vËt lý häc cu u du o ng th an co ng c om ã Nghiên cứu dạng vận ®éng cđa thÕ giíi vËt chÊt, thÕ giíi tù nhiªn ã Ăng-ghen: vận động bao gồm biến đổi xảy vũ trụ từ dịch chuyển đơn giản đến t ã Vật lý học l môn khoa học tự nhiên nghiên cứu dạng vận động tổng quát giới vật chất: đặc trng tổng quát, quy luật tổng quát cấu tạo v vËn ®éng cđa vËt chÊt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÊu tạo vật chất: Vi mô: phân tử, nguyên tử ~ 10-10m Na ng th - ng - - - du o - - co + - ~ 10-10m an - - cu u §iƯn tư me=9,1.10-31kg, -e=-1,6.10-19C ThÕ giíi vi mô, vĩ mô; Vật chất tồn tại: lỏng rắn khí & Tr−êng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Các bớc nghiên cứu: Quan sát giác quan máy móc Thí nghiệm định tính, định lợng Rút định luật vật lý: thuộc tính, mối liên hệ Giải thích giả thuyết Hệ thống giả thuyết ->Thut vËt lý øng dơng vμo thùc tiƠn ==> Phơng pháp qui nạp Phơng pháp diễn dịch: tiên đề ->mô hình->định lý, lý thuyết-> So sánh với kết qu¶ thùc nghiƯm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng co du o ng th an Những vấn đề cần giải quyết: ã Năng lợng c om Vật lý l sở cho ngμnh khoa häc kh¸c Sù ph¸t triĨn cđa c¸c ngμnh khác tạo điều kiện cho VL phát triển cu u • VËt liƯu míi • C«ng nghƯ míi • Tin học phát triển xâm nhập v hỗ trợ ngnh khoa học khác CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Nớc lạnh Nớc nãng 700 cu u du o ng th K an Ýn coh n g C¸ch nhiƯt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt RT a p= Vb V Tính giá trị tíi h¹n ng VK RT a RT 6a = − =0 3 3( VK − b) VK ( VK − b) VK co d p =0 dV c om cu u du o ng th an RT 2a dp − + =0 =0 ( VK − b) VK dV a 8a V0 K = 3b; p K = ; TK = 27b 27bR 2 27 R TK RTK a= ;b = 64 PK 8PK CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.Đờng đẳng nhiệt thực nghiÖm Andrews ng th an co ng c om NÐn đẳng nhiệt khí CO2 T khác ã T>TK hoá lỏng-> giống hypecbol nh khí LT ãT->TK th× BC->K TK= 304K, pK= 73at VK=9,6.10-5m3/mol p T K T>TK D K C B T V1=0 Bên trái khối khí nhận công: A1=-p1(0-V1)=p1V1 Bên phải nhận công:A2=-p2(V2-0)=-p2V2 ã Tổng công hệ nhận: A=A1+A2=0 ã Nội năng: U= Q+A=0 m U=U(T,V) U U dV>0 -> dTΔT ≠ Gi·n: V2>V1-> T1 ≠ T2-> ΔT = T2 - T1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om ã Không xảy khí lý tởng ã ứng dụng: Lm lạnh: nén khí nhiệt độ phù hợp với hiệu ứng dơng v cho gi·n në c¸c èng kÝn ② Ho¸ láng khí T&p phù hợp Tự đọc: Đ4 Sự chuyển pha: Định nghĩa pha, chuyển pha Chuyển pha loại I: ẩn nhiệt chuyển pha Điều kiện c©n b»ng pha, pha ❹ Sè pha hƯ nhiỊu cÊu tư: Qui t¾c pha cđa Gibbs: r n+2 Phơng trình Clapayron-Clausius: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om dT T Xác định phụ thuộc nhiệt = V độ chuyển pha vo áp suất: dP Q ý nghĩa, ứng dụng phơng trình ClapayronClausius §4 Sù chuyÓn pha cu u du o ng th an Khái niệm chuyển pha: ĐN: Pha l tập hợp phần vĩ mô đồng tính (cùng tính chất) tồn hệ nhiệt động pha Chuyển pha: Quá trình biến đổi H2O hệ từ pha ny sang pha khác Hơi H2O pha > Láng ->R¾n CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ∂T p cu u du o ng th an co ng c om ãChuyển pha loại I: Thuận nghịch, có hấp thụ toả nhiệt, V v S thay đổi đột ngột: Đạo hm bậc hm nhiệt động thay đổi đột ngột ã Chuyển pha loại II: V,U,S Biến đổi liên tục nội ma sát: Kim loại Siêu dẫn: Đạo hm bậc hai hm nhiệt động thay đổi đột ngột: loại I G G loại II T S = ( ) vμ V = ( ) ∂ G C p = −T( ) p ∂T CuuDuongThanCong.com ∂p T ψN Tnc ψS t(s) Bac Ba https://fb.com/tailieudientucntt Chun pha lo¹i II S Chun pha lo¹i I S c om ∂G S = ( )p ∂T ng T an Cp th du o u T1 T1 T T1 T V V cu ∂G V = ( )T ∂p Cp ng ∂ G C p = −T( ) p ∂T T co T1 T1 CuuDuongThanCong.com T T1 https://fb.com/tailieudientucntt T điều kiện cân pha Phơng trình Clapeyron-Clausius Điều kiện cân pha: Chuyển p phaI phaII T th an co ng c om a pha xảy nhiệt độ v áp suất xác định -> đờng cân pha: * T1=T2; p1=p2 * dG=0 du o ng =>Sè h¹t hai pha n1+n2=n=const =>dn= dn1+dn2=0 cu u dG = Vdp − SdT + ∑ μ i dn i = i =1 dG = μ1dn1 + μ dn = CuuDuongThanCong.com μ1 ( p, T ) = μ ( p, T ) https://fb.com/tailieudientucntt b Điều kiện cân pha: Trạng thái Tới hạn p L T1=T2= T3; p1=p2=p3; μ1=μ2= μ3 p R K μ1 ( p, T ) = μ ( p, T ); cu u du o ng th an co ng c om p1 M §iĨm M Tc T chËp μ1 ( p, T ) = μ ( p, T ); T =Tc: LK,RK v RL loại I không liên tục T>Tc: chun pha LK liªn tơc, T T= const CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vïng b·o hoμ khÝ thùc p dT ( p1 − p2 ) p1 T1 − T2 = dp c om T1=T2+dT p1=p2+dp p2 Q1 T1 T2 dV ΔV V1V4 V2V3 V th an co ng Công giÃn đẳng nhiệt 12: A1=p1(V1-V2) C«ng nÐn 34: A2=-p2(V4-V3)=-p2 (V1-V2) cu u du o ng Công chu trình: A=A1+A2=(p1-p2)(V1-V2) (Công giÃn, nén ®o¹n nhiƯt 23,41: δA23≈δA41≈0; δU≈0) A' T1 − T2 dT ( p1 − p ) ( p1 − p )( V1 − V2 ) η= = = = Q1 T1 dP T1 Q1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt dT T1 = ΔV dP Q1 ~ ΔV an co ng c om dT T ⇒ = ΔV dP Q NhiƯt ®é chun pha T>0 dT ẩn nhiệt Q>0: nhiệt toả thu dP vo trình chuyển pha cu u du o ng th ✍ KÕt ln: NhiƯt ®é chun pha tû lƯ víi ¸p st øng dơng: nåi hơi, nồi áp suất, P cao nhiệt độ sôi cao ( đến 200oC) Trên núi cao P thấp, nớc sôi d−íi 100oC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... luật vật lý: thuộc tính, mối liên hƯ Gi¶i thÝch b»ng gi¶ thut HƯ thèng giả thuyết ->Thuyết vật lý ứng dụng vo thực tiễn ==> Phơng pháp qui nạp Phơng pháp diễn dịch: tiên đề ->mô hình->định lý, lý. .. https://fb.com/tailieudientucntt .c om Ch−¬ng II an co ng ®éng lùc häc chÊt ®iĨm ng th Bi giảng Vật lý đại cơng cu u du o Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng ĐH Bách khoa H nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt... http://iep.hut.edu.vn load bi giảng in thnh ti liệu cầm tay, nghe giảng ghi thêm vo! CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Bi mở đầu ã Ti liệu học : Vật lý đại cơng: