a – mỞ ĐẦu · web viewi. thÔng tin chung vỀ cÁ nhÂn 1. họ và tên: nguyễn Đức...

51
Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hay Phân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí SƠ LƯỢC LÍ LỊCH KHOA HỌC & & I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp Sơn Hà – Xã Vĩnh Thanh – Nhơn Trạch - Đồng Nai 5. Điện thoại: 061 3519314 6. Fax: E-mail: 7. Chức vụ: Tổ trưởng Lý 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị cao nhất: Đại Học - Năm nhận bằng: 1987 - Chuyên ngành đào tạo: Cử nhân Vật lý III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC: - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: - Số năm công tác: 27 năm. - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 1

Upload: others

Post on 11-Jan-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

SƠ LƯỢC LÍ LỊCH KHOA HỌC� & &

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào

2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962

3. Nam, nữ: Nam

4. Địa chỉ: Ấp Sơn Hà – Xã Vĩnh Thanh – Nhơn Trạch - Đồng Nai

5. Điện thoại: 061 3519314

6. Fax: E-mail:

7. Chức vụ: Tổ trưởng Lý

8. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm

II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị cao nhất: Đại Học

- Năm nhận bằng: 1987

- Chuyên ngành đào tạo: Cử nhân Vật lý

III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC:

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm:

- Số năm công tác: 27 năm.

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:

Phương pháp bồi dưỡng học sinh yếu môn Vật lý lớp 10

Phương pháp giải Bài tập Vật lý 10 về chuyển động cơ

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 1

Page 2: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Mục lục

Trang A. MỞ ĐẦU......................................................................................................................3 B. NỘI DUNG...................................................................................................................5 PHẦN I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN NHIỆT HỌC VỀ CHẤT I. Những cơ sở của thuyết động học phân tử.....................................................................5 II. Những định luật thực nghiệm và phương trình trạng thái khí lí tưởng.........................6 III. Nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học........................................................................6 PHẦN II: PHÂN LOẠICHƯƠNG I: PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ................................................................9 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP CHUNG CHO VIỆC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ............9 PHẦN III: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP CỤ THỂ CHƯƠNG I: BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH..............................................................................11 A. Phương pháp...............................................................................................................11 B. Các bài tập cụ thể........................................................................................................12 CHƯƠNG II: BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG........................................................................16 A. Phương pháp...............................................................................................................16 B. Các bài tập cụ thể........................................................................................................16 CHƯƠNG III: BÀI TẬP ĐỒ THỊ..................................................................................27 PHẦN II: KẾT LUẬN.....................................................................................................................31TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………...32PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ……………………………………………………...33

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 2

Page 3: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

A – MỞ ĐẦU

1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Việc học tập môn vật lý muốn đạt kết quả tốt thì trong quá trình nhận thức cần phải biết đối chiếu những khái niệm, định luật, mô hình vật lý – những sản phẩm do trí tuệ con người sáng tạo – với thực tiễn khách quan để nắm vững được bản chất của chúng; biết chúng được sử dụng để phản ánh, miêu tả, biểu đạt đặc tính gì, quan hệ nào của hiện thực khách quan cũng như giới hạn phản ánh đến đâu.

Đối với học sinh trung học phổ thông, bài tập vật lý là một phương tiện quan trọng giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết đã học vào thực tiễn. Việc giải bài tập vật lý giúp các em ôn tập, cũng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Ngoài ra, nó còn giúp các em làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả năng tư duy cũng như giúp các em tự kiểm tra mức độ nắm kiến thức của bản thân.

Bài tập vật lý giúp cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, những hịên tượng vật lý, biết phân tích chúng và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn. Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên có cố gắng trình bày tài liệu mạch lạc, hợp lôgic, phát biểu định nghĩa, định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng phương pháp và có kết quả thì đó mới là điều kiện cần chưa phải là đủ để học sinh hiểu sâu sắc và nắm vững kiến thức. Chỉ có thông qua các bài tập ở hình thức này hay hình thức khác, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và biến thành vốn riêng của học sinh.

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh phải vận dụng những thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá .v.v để tự lực tìm hiểu vấn đề… Vì thế, bài tập vật lý còn là phương trình rất tốt để tư duy óc tưởng tượng tính độc lập trong việc suy luận, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn.

Bài tập vật lý là một hình thức củng cố ôn tập, hệ thống hoá kiến thức. Khi làm bài tập học sinh phải nhớ lại những kiến thức vừa học, phải đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp nhiều kiến thức trong một đề tài, một chương, một phần của chương trình và do vậy đứng về mặt điều khiển hoạt động nhận thức mà nói, nó còn là phương tiện kiểm tra kiến thức và kỹ năng của học sinh.

Trong phạm vi đề tài. Tôi chỉ khảo sát các bài tập về vật lý Nhiệt học về chất khí, Nguyên lý của nhiệt động lực học ( chương VI và chương VIII SGK vật lý 10 nâng cao)

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Việc nghiên cứu đề tài này nhằm tìm cách để giải bài tập một cách dể hiểu, cơ bản, từ thấp đến cao, giúp học sinh có kỹ năng giải quyết tốt các bài tập, hiểu được ý nghĩa vật lý của từng bài đã giải, rèn luyện thói quen làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả năng tư duy,...giúp học sinh học tập môn Vật lý tốt hơn.Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 3

Page 4: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:Các bài tập vật lý phân tử và Nhiệt học về chất khí lớp 10, Cơ sở của nhiệt động

lực học (chương VI và chương VIII. SGK Vật Lý 10 nâng cao)

4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:

Phân loại được các bài tập vật lý phân tử và nhiệt học (Chương VI & VIII) trong chương trình Vật lý lớp 10 nâng cao.

Đề ra phương pháp giải bài tập vật lý nói chung, phương pháp giải các loại bài tập vật lý theo phân loại, phương pháp giải từng dạng bài tập cụ thể của Vật lý phân tử và nhiệt học (các bài tập cơ bản, phổ biến mà học sinh lớp 10 thường gặp ).

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:Sử dụng kết hợp nhiều phương pháp: so sánh, đối chiếu, phân tích, tổng hợp...

6. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI:Đề tài có thể hỗ trợ cho việc học tập và giảng dạy môn vật lý lớp 10 nâng cao,

làm tài liệu tham khảo cho học sinh và đồng nghiệp.Qua quá trình nghiên cứu đề tài giúp cho bản thân tôi nâng cao nhận thức về phân

loại và giải các bài tập vật lý phân tử và nhiệt học.Đề tài:

“ Phân loại và phương pháp giải các bài tập Nhiệt Vật lý 10 về chất khí ”trong chương VI và chương VIII có nội dung gồm ba phần:

Tóm tắt lý thuyết về vật lý phân tử và nhiệt học. Phân loại các dạng bài tập trong chương VI và VIII Vật lý lớp 10 nâng cao Trình bày phương pháp chung để giải bài tập Vật Lý và phương pháp cụ thể

cho từng dạng bài tập.Nội dung được trình bày chi tiết bao gồm: lý thuyết cơ bản; phương pháp giải; bài

tập mẫu, bài tập cơ bản, áp dụng; bài tập tổng hợp, viết cho các loại: bài tập định tính, bài tập định lượng và bài tập đồ thị.

Đề tài được viết với mục đích phục vụ cho việc giảng dạy và học tập môn vật lý của giáo viên và học sinh trung học. Hy vọng sẽ góp phần giúp học sinh ôn tập, nắm vững kiến thức cơ bản; rèn luyện kỹ năng giải bài tập; rèn luyện kỹ năng , kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn; phát triển khả năng tư duy…

Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện vẫn còn nhiều thiếu sót và rất mong các bạn đồng nghiệp đóng góp giúp hoàn chỉnh đề tài này.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 4

Page 5: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

B- NỘI DUNGPHẦN I:TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌCChương I

NHỮNG CƠ SỞ CỦA THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ:

I. Thuyết động học phân tử:1. Nội dung:

a. Các chất có cấu tạo gián đoạn và gồm một số rất lớn các phân tử. Các phân tử lại được cấu tạo từ các nguyên tử.

b. Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. Cường độ chuyển động biểu hiện nhiệt độ của hệ.

c. Kích thước phân tử rất nhỏ ( khoảng 10-10cm) so với khoảng cách giữa chúng. Số phân tử trong một thể tích nhất định là rất lớn. Trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua kích thước của các phân tử và coi mỗi phân tử như một chất điểm.

d. Các phân tử không tương tác với nhau trừ lúc va chạm. Sự va chạm giữa các phân tử và giữa phân tử với thành bình tuân theo những định luật về va chạm đàn hồi của cơ học Newton. Các giả thuyết a, b đúng với mọi chất khí còn các giả thuyết c, d chỉ đúng với chất khí lý tưởng.

e. Áp suất:Định nghĩa: Lực của các phân tử chất khí tác dụng lên một đơn vị diện tích trên thành bình chính là áp suất của chất khí. 2. Đơn vị của áp suất : Trong hệ SI, đơn vị áp suất là Newton/met vuông, ký hiệu là N/m2 hay Pascal, ký hiệu là Pa: 1N/m2 = 1Pa Ngoài ra, áp suất còn đo bằng: Atmôtphe kỹ thuật, ký hiệu là at:

1at = 0,981.105N/m2 = 736 mmHg và Atmôtphe vật lý, ký hiệu là atm:

1atm = 1,013.105N/m2 = 760 mmHg = 1,033 at II. Các định luật thực nghiệm và phương trình trạng thái của khí lý tưởng:1. Mẫu khí lý tưởng có các đặc điểm sau:- Khí lý tưởng gồm một số rất lớn các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách trung bình giữa chúng; các phân tử chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng.- Lực tương tác của các phân tử là không đáng kể trừ lúc va chạm.- Sự va chạm giữa các phân tử và giữa phân tử với thành bình là va chạm hoàn toàn đàn hồi.2. Thông số trạng thái và phương trình trạng thái:- Mỗi tính chất vật lý của hệ được đặc trưng bởi một đại lượng vật lý được gọi là thông số trạng thái của hệ như: áp suất P, nhiệt độ T, thể tích V.- Phương trình nêu lên mối liên hệ giữa các thông số P,V,T của một khối lượng khí xác định được gọi là phương trình trạng thái; dạng tổng quát: P = f(V,T)Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 5

Page 6: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

3. Định luật Boyle – Mariotte (Quá trình đẳng nhiệt) : a. Định luật:Với một khối lượng khí xác định, ở nhiệt độ không đổi (T=const), tích số giữa thể tích và áp suất là một hằng số.

PV = hằng số P V1

b. Hệ thức:P1V1 = P2V2

c. Đ ường đẳng nhiệt: Trong hệ tọa độ OPV, các đường đẳng nhiệt là các đường hyperbol biểu diễn mối liên hệ giữa P và V. Tập hợp các đường đẳng nhiệt được gọi là họ các đường đẳng nhiệt.

4. Định luật Charles ( Quá trình đẳng tích ) : a. Định luật:Trong quá trình đẳng tích một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt

đối. TP

= hằng số P V

b. Hệ thức:

2

2

1

1TP

TP

Định luật Charles viết theo nhiệt giai Celcius:Pt = P0(1+ t)

Trong đó: Pt : Áp suất ở t0C ; P0 : Áp suất ở 00C = : hằng số nhiệt biến đổi áp suất đẳng tích của khí. c. Đường đẳng tích:Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích5. Định luật Gay – Lussac ( Quá trình đẳng áp): a. Định luật:Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

TV hằng số V T

b. Hệ thức:

2

2

1

1TV

TV

Định luật Gay – Lussac viết theo nhiệt giai Celcius:Vt = V0(1+ t)

trong đó:

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 6

P

V0

T1

T2

P

V0

V2

V1

V1 < V2

V

T0

P2

P1

P1 < P2

Page 7: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Vt : Thể tích khí ở t0C ; V0 : Thể tích khí ở 00C = : hằng số nhiệt giãn đẳng áp của chất khí. c. Đường đẳng áp: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp.6. Định luật Dalton: a. Định luật: Áp suất của hỗn hợp khí bằng tổng các áp suất riêng phần của các khí thành phần tạo nên hỗn hợp. b. Hệ thức: P = P1 + P2 +…..+ Pn

7. Phương trình trạng thái khí lý tưởng:Từ hai định luật Boyle – Mariotte và Charles ta xác định được phương trìnhtrạng thái khí lý tưởng:

2

22

1

11TVP

TVP

TPV

Hằng số

8. Phương trình Claypeyron – Mendeleev: =

Trong đó R= 8,31.103(J/kgmol.k): Hằng số khí lí tưởng

m : khối lượng chất khí; : khối lượng 1 mol khí; : số mol khí9. Nhiệt lượng: Phần năng lượng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt được gọi là nhiệt lượng

Q = mc(t2 t1)=mct+ m: khối lượng của vật (kg); c: nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật(J/kg.K); + t = t2 t1: độ biến thiên nhiệt độ (0C)+ Q > 0: nhiệt lượng thu vào; Q < 0: nhiệt lượng tỏa ra Phương trình cân bằng nhiệt : Q1 + Q2 = 010. Nội năng:

Nội năng là một dạng năng lượng bên trong của một hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó.

Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích: Khi nhiệt độ thay đổii thì động năng của các phân tử thay đổi dẫn đến nội năng của hệ thay đổi; khi thể tích thay đổi thì khoảng cách giữa các phân tử thay đổi làm cho thế năng tương tác giữa chúng thay đổi nên sẽ làm cho nội năng của hệ thay đổi. Có hai cách làm biến đổi nội năng là thực hiện công và truyền nhiệt. III.Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học:

Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt.1. Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:

Trong một hệ kín có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhưng năng lượng tổng cộng được bảo toàn.2. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lưc học:

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 7

Page 8: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Nhiệt lượng truyền cho hệ làm biến thiên nội năng của hệ và biến thành công mà hệ thực hiện lên các hệ khác.+ Biểu thức: Q = U + A+ Trong đó: Q > 0 : Vật nhận nhiệt từ vật khác; Q < 0 : Vật truyền nhiệt cho các vật khácA > 0 : Vật nhận công ; A < 0 : Vật sinh công ( thực hiện công)U = U2 – U1 : Độ biến thiên nội năng của vật (J).U > 0 : Nội năng của vật tăng; U < 0 : Nội năng của vật giảm3. Áp dụng nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học cho khí lý tưởng:a. Nội năng và công của khí lý tưởng:

Do bỏ qua tương tác giữa các phân tử khí lý tưởng (trừ lúc va chạm) nên nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí.+ Biểu thức tính công của khí lý tưởng khi giãn nở:

A = p (V2 – V1) = P V (với P = Const)+ Nếu: V > 0, khí sinh công; V < 0, khí nhận công.b. Áp dụng nguyên lý thứ nhất cho các quá trình của khí lý tưởng:- Quá trình đẳng tích: Trong quá trình này, nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng của khí: Q = U- Quá trình đẳng áp: Một phần nhiệt lượng mà khí nhận vào được dùng làm tăng nội năng của khí, phần còn lại biến thành công mà khí thực hiện:

Q =U + A- Quá trình đẳng nhiệt: Toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hết thành công mà khí sinh ra: Q = AIV. Chu Trình:

Chu trình là một quá trình mà trạng thái cuối của nó trùng với trạng thái đầu. Nhiệt lượng mà hệ nhận được trừ đi nhiệt lượng tỏa ra trong cả chu trình chuyển hết thành công của chu trình đó.

+ Biểu thức: Q = A+ Trong đó: A = A1 – A2 > 0: Công trong toàn bộ chu trình.+ Q = Q1 – Q2 : Tổng đại số nhận được trong chu trình (Q1 là nhiệt lượng nhân

vào, Q2 là nhiệt lượng tỏa ra).V. Quá trình đoạn nhiệt:

Trong quá trình đoạn nhiệt hệ được cách nhiệt tốt nên không có sự trao đổi nhiệt giữa hệ và môi trường xung quanh, nghĩa là: Nếu công thực hiện bởi hệ (A > 0) thì phải có sự giảm nội năng của hệ; ngược lại, nếu công thực hiện trên hệ (A < 0) thì phải có sự tăng nội năng của hệ.

Biểu thức: A = - UVI. Động Cơ Nhiệt:

Động cơ nhiệt là thiết bị biến nội năng của nhiên liệu thành cơ năng.1.Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt:

Động cơ nhiệt hoạt động được là nhờ lập đi lập lại các chu trình giãn và nén khí.2. Cấu tạo của động cơ nhiệt: Gồm 3 phần chính.Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 8

Page 9: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

a) Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân để tác nhân có nhiệt độ cao.b) Bộ phận phát động trong đó tác nhân giãn nở sinh công.c) Nguồn lạnh nhận nhiệt lượng của tác nhân để tác nhân giảm nhiệt độ.3. Hiệu suất của động cơ nhiệt:a) Hiệu suất thực tế:

1QA

1Q2Q1QH

< 1

b) Hiệu suất lý tưởng: H = 1T2T1

1T2T1T

< 1

PHẦN IIPHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ

Chương IPHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

Có nhiều cách phân loại bài tập vật lý, ở đây ta phân loại bài tập vật lý theo phương tiện giải và mức độ khó khăn của bài tập đối với học sinh.I. Dựa vào phương tiện giải có thể chia bài tập vật lý thành các dạng:1. Bài tập định tính:

Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải chỉ cần làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm, yêu cầu giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định.

Bài tập định tính giúp hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lý và những quy luật của chúng, áp dụng được tri thức lý thuyết vào thực tiễn.2. Bài tập định lượng:

Bài tập định lượng là những bài tập mà khi giải phải thực hiện một loạt các phép tính và kết quả thu được một đáp số định lượng, tìm được giá trị của một sốđại lượng vật lý.3. Bài tập thí nghiệm: ( không nghiên cứu)

Bài tâp thí nghiệm là những bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hay tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập.4. Bài tập đồ thị:

Bài tập đồ thị là những bài tập mà trong đó các số liệu được sử dụng làm dữ kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, yêu cầu phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.II. Dựa vào mức độ khó khăn của bài tập đối với học sinh có thể chia bài tập vật lý thành các dạng:1. Bài tập cơ bản, áp dụng:

Là những bài tập cơ bản, đơn giản đề cập đến một hiện tượng, một định luật vật lý hay sử dụng vài phép tính đơn giản giúp học sinh cũng cố kiến thức vừa học, hiểu ý

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 9

Nguồn Nóng

Nguồn Lạnh

Tác nhân phát động A = Q1 – Q2

Q2

Q1

Page 10: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

nghĩa các định luật và nắm vững các công thức, các đơn vị vật lý để giải các bài tập phức tạp hơn.2. Bài tập tổng hợp và nâng cao:

Là những bài tập khi giải cần phải vận dụng nhiều kiến thức, định luật, sử dụng kết hợp nhiều công thức. Loại bài tập này có tác dụng giúp cho học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy được mối liên hệ giữa các phần của chương trình vật lý và biết phân tích những hiện tượng phức tạp trong thực tế thành những phần đơn giản theo một định luật vật lý xác định. Loại bài tập này cũng nhằm mục đích giúp học sinh hiểu rỏ nội dung vật lý của các định luật, quy tắc biểu hiện dưới dạng công thức.

Chương II : PHƯƠNG PHÁP CHUNG CHO VIỆC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ

Dàn bài chung cho việc giải bài tập vật lý gồm các bước chính sau:I. Tìm hiểu đề bài:

Đọc kỉ đề bài, xác định ý nghĩa vật lý của các thuật ngữ, phân biệt những dữ kiện đã cho và những ẩn số cần tìm.

Tóm tắt đề bài hay vẽ hình diễn đạt các điều kiện của đề bài.II. Phân tích hiện tượng:

Tìm xem các dữ kiện đã cho có liên quan đến những khái niệm,hiện tượng, quy tắc, định luật vật lý nào.

Hình dung các hiện tượng diễn ra như thế nào và bị chi phối bởi những định luật nào nhằm hiểu rỏ dược bản chất của hiện tượng để có cơ sở áp dụng các công thức chính xác, tránh mò mẫm và áp dụng máy móc các công thức.III. Xây dựng lập luận:

Xây dựng lập luận là tìm mối quan hệ giữa ẩn số và dữ kiện đã cho. Đây là bước quan trọng của quá trình giải bài tập.

Cần phải vận dụng những định luật, quy tắc, công thức vật lý để thiết lập mối quan hệ nêu trên. Có thể đi theo hai hướng để đưa đến kết quả cuối cùng:- Xuất phát từ ẩn số, đi tìm mối quan hệ giữa một ẩn số với một đại lượng nào đó bằng một định luật, một công thức có chứa ẩn số, tiếp tục phát triển lập luận hay biến đổi công thức đó theo các dữ kiện đã cho để dẫn đến công thức cuối cùng chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số với các dữ kiện đã cho.- Xuất phát từ những dữ kiện của đề bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi các công thức diễn đạt mối quan hệ giữa điều kiện đã cho với các đại lượng khác để đi đến công thức cuối cùng chỉ chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.IV. Biện luận:

Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện của đề bài và không phù hợp với thực tế.

Kiểm tra xem đã giải quyết hết các yêu cầu của bài toán chưa; kiểm tra kết quả tính toán, đơn vị hoặc có thể giải lại bài toán bằng cách khác xem có cùng kết quả không.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 10

Page 11: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

PHẦN IIIPHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP CỤ THỂ

Chương IBÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

A. PHƯƠNG PHÁP Để giải bài tập vật lý định tính trước hết cần hiểu rõ bản chất của các khái niệm,

các định luật vật lý; nhận biết được biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể. Dựa trên cơ sở các định luật vật lý để xây dựng những suy luận logic từng bước một và đi đến kết luận cuối cùng.

Bài tập định tính thường có hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra.1. Tìm hiểu đề bài:

Thực hiện giống ở dàn bài chung, cần lưu ý chuyển các ngôn ngữ thông thường dùng miêu tả hiện tượng sang ngôn ngữ vật lý.2. Phân tích hiện tượng:

Sau khi đã chuyển các ngôn ngữ thông thường sang ngôn ngữ vật lý, ta tìm hiểu xem các dữ kiện của đề bài đề cập đến hiện tượng vật lý nào, hình dung toàn bộ diễn biến của hiện tượng. Tiếp theo cần tìm xem các giai đoạn diễn biến của hiện tượng có liên quan đến những khái niệm, những định luật vật lý nào để dựa vào đó xây dựng lập luận.3. Xây dựng lập luận:

Vận dụng các định luật, quy tắc vật lý (đã xác định ở khâu phân tích hiện tượng) để thiết lập mối quan hệ giữa hiện tượng cần giải thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã cho .- Đối với bài tập giải thích hiện tượng:

Dạng bài tập này đã cho biết hiện tượng và yêu cầu giải thích nguyên nhân diễn ra hiện tượng ấy. Nguyên nhân chính là những đặc tính, những định luật vật lý. Do đó ta cần:

+ Tìm xem đề bài đã đề cập đến những dấu hiệu có liên quan đến tính chất, định luật vật lý nào. Phát biểu đầy đủ tính chất, định luật đó.

+ Thiết lập mối quan hệ giữa định luật với hiện tượng đã cho (nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng).- Đối với bài tập dự đoán hiện tượng:

Dạng bài tập này yêu cầu phải dựa vào những điều kiện cụ thể đã cho ở đề, tìm những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng sẽ diễn ra cũng như quá trình diễn ra hiện tượng đó.

4. Biện luận:

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 11

Page 12: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Phân tích xem hiên tượng được giải thích (hay dự đoán) như thế đã phù hợp với các yêu cầu và các dữ kiện của đề bài cũng như đã phù hợp với thực tế hay chưa.Kiểm tra lại toàn bộ quá trình giải bài tập và nêu kết quả cuối cùng.

B. CÁC BÀI TẬP CỤ THỂ VỀ CHẤT KHÍI. Thuyết động học phân tử về chất khí:

Bài tập mẫuBài 1. Dùng thuyết động học phân tử giải thích định luật Boyle – Mariotte (B –M)

Hướng dẫnĐề bài yêu cầu giải thích định luật B - M một cách định tính dựa trên cơ sở của

thuyết động học phân tử. Vì định luật B - M được thành lập trên cơ sở tính toán định lượng theo thuyết động học phân tử của khí lý tưởng nên yêu cầu trước tiên là phải phát biểu lại định luật B - M và nắm được nội dung của thuyết động học phân tử về khí lý tưởng.

Hướng dẫnNguyên nhân gây ra áp suất chất khí là do sự va chạm của các phân tử khí lên

thành bình. Độ lớn áp suất phụ thuộc vào số va chạm và cường độ va chạm.Theo thuyết động học phân tử thì:- Số va chạm phụ thuộc vào:

+ Mật độ phân tử khí n : Mật độ phân tử càng lớn thì số va chạm càng lớn và ngược lại.

+ Nhiệt độ chất khí: Nhiệt độ càng cao (hay thấp) thì các phân tử chuyển động càng nhanh (hay chậm) dẫn đến số va chạm càng tăng (hay giảm).- Cường độ va chạm phụ thuộc vào nhiệt độ chất khí: Nhiệt độ càng cao, các phân tử chuyển động càng nhanh nên va chạm càng mạnh và ngược lại.

Khi nhiệt độ chất khí không đổi (trong trường hợp định luật B-M) thì cường độ va chạm của các phân tử trên mỗi đơn vị diện tích trên thành bình không đổi.. Khi áp suất tăng tức là số va chạm của các phân tử lên mỗi đơn vị diện tích trên thành bình tăng. Muốn vậy thì mật độ phân tử khí phải tăng.

Tacó: n = VN

; đối với một khối khí xác định, khối lượng m không đổi nên tổng số phân

tử N không đổi. Do đó, để mật độ phân tử khí n tăng thì thể tích V phải giảm.Chứng tỏ, khi T = const thì PV = const; nghĩa là khi nhiệt độ chất khí không đổi,

nếu áp suất tăng thì thể tích giảm và ngược lại.

Bài 2 . Vì sao khi pha nước chanh người ta thường làm cho đường tan trước rồi mới cho đá lạnh vào?

Hướng dẫnĐây là dạng bài tập giải thích hiện tượng, đề bài đề cập đến đá lạnh và sự hòa tan

tức là có liên quan đến nhiệt độ và chuyển động nhiệt của phân tử. Do đó cần dựa vào thuyết động học phân tử để giải thích.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 12

Page 13: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Theo thuyết động học phân tử thì cường độ chuyển động của các phân tử biểu hiện nhiệt độ của hệ. Khi nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh và ngược lại.

Nhiệt độ trong ly nước khi chưa cho đá lạnh vào cao hơn nhiệt độ lúc có đá nên các phân tử chuyển động nhiệt nhanh hơn, số va chạm giữa các phân tử tăng lên làm đường hòa tan nhanh hơn. Khi cho đá vào, nhiệt độ của ly nước thấp hơn nên các phân tử chuyển động nhiệt chậm hơn, số va chạm giữa các phân tử giảm làm quá trình hòa tan đường diễn ra chậm hơn.

Bài 3. Vì sao khi chế tạo những chiếc phễu người ta thường làm những cái gân nổi dọc theo mặt ngoài của cuống phễu.

Hướng dẫnNếu không có gân nổi thì khi đặt vào cổ chai, cuống phễu sẽ áp sát vào cổ

chai. Khi chất lỏng đổ vào phễu liên tục sẽ trở thành một cái nút ngăn cách không khí trong chai và không khí bên ngoài.

Ban đầu, áp suất khí trong chai và bên ngoài bằng nhau, khi chất lỏng đổvào chai sẽ chiếm chổ của khí trong chai làm thể tích khí trong chai giảm. Theo định luật B-M thì thể tích và áp suất chất khí tỉ lệ nghịch với nhau. do đó khi thể tích khí trong chai giảm thì áp suất khí trong chai sẽ tăng lên và lớn hơn áp suất không khí bên ngoài gây khó khăn cho việc đổ chất lỏng vào chai.

Khi sử dụng phễu có gân thì cuống phễu sẽ không áp sát vào cổ chai nên áp suất không khí trong chai luôn cân bằng với áp suất không khí bên ngoài giúp việc đổ chất lỏng vào chai dễ dàng hơn.

Bài tâp cơ bản

1. Hãy dùng thuyết động học phân tử giải thích các định luật Gay - Lussac vàCharles.2. Vì sao khi than đang cháy lại phát ra tiếng nổ lách tách và có những tia lửa bắn ra?3. Hai bình có thể tích giống nhau chứa không khí ở áp suất bình thường và được đậy kín bằng những cái nút. Khi nung khí trong hai bình đến cùng một nhiệt độ nào đó thì áp suất ở hai bình có còn bằng nhau không?4. Khái niệm nhiệt độ có thể áp dụng cho chân không hay không? (xét khoảng không gian giữa các hành tinh chẳng hạn).

Bài tâp tổnghợp, nâng cao1. Khối lượng riêng của một lượng khí xác định sẽ thay đổi như thế nào nếu nó được tăng áp suất trong quá trình đẳng nhiệt?2. Hai phòng có kích thước bằng nhau, thông với nhau bằng một cửa mở. Tuy nhiên, nhiệt độ trung bình trong hai phòng có duy trì các giá trị khác nhau. Trong phòng nào có nhiều không khí hơn, vì sao?3. Bạn có thể dự đoán bằng cách nào đó rằng thành phần khí quyển thay đổi theo độ cao?

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 13

Page 14: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

II. Sự va chạm của các phân tử và các hiện tượng truyền trong chất khí:

Bài tập mẫuVì sao phích nước nóng có thể giữ nhiệt được ?

Đây là bài tập có liên quan đến hiện tượng truyền nhiệt. Như ta biết, sự trao đổi nhiệt giữa các vật nói chung có nhiệt độ khác nhau có thể được thực hiện theo ba cách:

- Bức xạ: Vật nóng phát ra các sóng điện từ, vật lạnh hấp thụ nó. Vì vậy, vật nóng nguội đi và vật lạnh nóng lên.

- Đối lưu: Do chuyển động của những dòng khí (hay lỏng) có nhiệt độ khác nhau.- Truyền nhiệt: Do các phân tử chuyển động nhiệt hỗn loạn và va chạm với

nhau mà động năng truyền từ vật có nhiệt độ cao đến vật có nhiệt độ thấp. Ruột của phích nước nóng có cấu tạo đặc biệt : do hai lớp thủy tinh mỏng tạo nên, giữa hai lớp thủy tinh đã được rút hết không khí, mặt phía trong được tráng một lớp thủy ngân mỏng, miệng ruột phích nhỏ hơn nhiều so với thân và được đóng chặt bằng một nút mềm. Chính cấu tạo của phích làm cho phích có thể giữ nhiệt được.

- Sau khi đổ nước sôi vào phích, đóng kín miệng phích bằng nút mềm, không khí trong phích bị nóng lên. Không khí nóng bên trong không thể thoát ra ngoài và không khí lạnh bên ngoài cũng không thể vào trong phích, sự đối lưu nhiệt hoàn toàn bị cắt đứt.

- Khoảng giữa hai lớp thủy tinh là chân không, không có phân tử khí nào, do không có sự chuyển động cũng như sự va chạm giữa các phân tử nên không có sự truyền động năng từ phân tử có nhiệt độ cao đến phân tử có nhiệt độ thấp hơn, tức là hiện tượng truyền nhiệt của chất khí trong khoảng này không diễn ra . Con đường truyền nhiệt cũng bị cắt đứt.

- Mặt của ruột phích được tráng một lớp thủy ngân mỏng nên sự bức xạ nhiệt bị phản xạ của lớp thủy ngân và bị chặn lại bên trong ruột phích. Như vậy, con đường bức xạ nhiệt cũng bị cắt đứt.

Do cả ba cách truyền nhiệt đều không được thực hiện nên nước trong phích được giữ nóng.

Cần lưu ý, trong thực tế, hiệu quả cách nhiệt của phích chỉ đến một giới hạn nhất định nào đó. Do đó, phích không thể giữ nước nóng mãi được.

Bài tập cơ bản

1. Vì sao đèn kéo quân lại tự động quay được ?2. Tại sao một giọt mực sau khi khuếch tán trong không khí sẽ không bao giờ tự động thu lại được nữa ?3. Hãy liệt kê các cách làm tăng hiệu quả số va chạm phân tử trong một đơn vị thời gian của chất khí.4. Giải thích định tính mối liên hệ giữa quãng đường tự do trung bình của các phân tử amôniac Và thời gian cần thiết để ngửi thấy mùi amôniac khi bình được mở trong phòng.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 14

Page 15: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

5. Tại sao khói bốc lên mà không chìm xuống từ một ngọn nến? Giải thích bằng ngôn ngữ sự va chạm phân tử.

III. Nội năng của khí lý tưởng:Bài tập mẫu

1. Khi đang đóng đinh vào gỗ, mũ đinh có nóng lên nhưng rất ít. Khi đinh được đóng chắc vào gỗ rồi (không tiến sâu thêm được nữa) thì chỉ cần đóng thêm vài nhát búa là mũ đinh nóng lên rất nhiều. Vì sao?

Hướng dẫn- Đây là dạng bài tập giải thích hiện tượng. Đề bài đề cập đến việc "đóng đinh",

"nóng" tức là có liên quan đến công và năng lượng..Yêu cầu phải nắm vững kiến thức về sự chuyển hóa năng lượng.

- Khi đang đóng đinh tức là thực hiện một công. Công đó một phần chuyển thành động năng cho đinh đi sâu vào gỗ, phần còn lại chuyển thành nội năng của đinh và búa. Đến lúc đinh đã được đóng chặt vào gỗ (không tiến sâu thêm được) thì toàn bộ công thực hiện chuyển thành nội năng của đinh và búa làm đinh nóng lên rất nhanh.

2. Đập búa vào một tấm kẽm và một tấm chì (trong cùng điều kiện đập) thì khi đập vào tấm chì búa nảy lên ít hơn. Tấm kẽm hay tấm chì sẽ nóng lên nhiều hơn?

Hướng dẫn- Đây là dạng bài tập dự đoán hiện tượng, đề bài đã nêu lên những điều kiện cụ thể có liên quan đến sự biến đổi năng lượng, do đó nên vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng để giải quyết bài toán .- Khi đập búa, động năng của búa chuyển hoá một phần thành nội năng làm cho vật nóng lên, phần còn lại làm cho búa nảy lên.- Do điều kiện đập búa như nhau nên động năng của búa ở hai trường hợp là như nhau. Đối với tấm chì, búa nảy lên ít hơn nghĩa là phần năng lượng dùng vào việc làm búa nảy lên ít hơn so với tấm kẽm; do đó mà phần năng lượng chuyển thành nội năng làm nóng tấm chì sẽ lớn hơn. Vì vậy tấm chì sẽ nóng lên nhiều hơn tấm kẽm.

Bài tập cơ bản:1. Lấy một đồng xu cọ xát lên mặt bàn ta thấy đồng xu bị nóng lên. Bỏ đồng xu vào một cốc nước ấm ta cũng thấy đồng xu nóng lên. Hãy giải thích vì sao?Trong trường hợp nào đồng xu nhận một nhiệt lượng?2. Thả một quả bóng cao su xuống đất, bóng bị nảy lên. Nhưng nếu bóng thủng một lỗ thì nó không nảy lên được. Hãy giải thích vì sao?3. Một quả bóng rơi từ độ cao h1 xuống đất và nảy lên độ cao h2 .

a. Vì sao thực tế h2 < h1 ?b. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học áp dụng cho trường hợp này như

thế nào?c. Độ biến thiên nội năng trong trường hợp này có tác dụng gì?

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 15

Page 16: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

4. Hiệu suất của một động cơ nhiệt lí tưởng là bao nhiêu nếu nó đồng thời thực hiện công A và truyền cho nguồn lạnh một nhiệt lượng Q ?5. Trong trường hợp nào thì một khối khí khi lạnh đi tỏa ra một nhiệt lượng nhỏ hơn nhiệt lượng đã dùng để nung nóng nó. Trường hợp này có mâu thuẫn với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng không?

Chương II

BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNGA. PHƯƠNG PHÁP :

Muốn giải được một bài tập định lượng trước hết cần phải biết đề bài đề cập đến hiện tượng gì và toàn bộ quá trình diễn ra hiện tượng ấy. Vì vậy, phần đầu của một bài toán định lượng gần như là một bài tập định tính.Trong quá trình giải quyết một bài tập định lượng, bước tìm hiểu đề bài và bước phân tích hiện tượng được thực hiện giống như ở bài tập định tính.

Trong bước xây dựng lập luận thì áp dụng các công thức và các cách biến đổi toán học chặt chẽ, rõ ràng. Ở bước này có thể sử dụng phương pháp phân tích hay phương pháp tổng hợp (ở dàn bài chung đã đề cập đến), hay cũng có thể phối hợp sử dụng cả hai phương pháp trên.

Trong bước biện luận, kiểm tra lại lời giải, các biểu thức và kết quả tính toán, đơn vị để được kết quả cuối cùng.Khi giải bài tập định lượng cần lưu ý một số điểm:- Những bài tập có thể biểu diễn tình huống vật lý bằng hình vẽ thì nên vẽ hình để biếu diễn.- Chuyển tất cả các đơn vị đo về cùng một hệ thống đo lường.- Khi tính toán bằng số thì cần chú ý đến độ chính xác của các đại lượng vàý nghĩa của nó.B. CÁC BÀI TẬP CỤ THỂ CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHẤT KHÍ:I. Thuyết động học phân tử và chất khí lý tưởng:1. Các bài toán về quá trình đẳng nhiệt- Định luật Boyle-Mariotte:Phương pháp:- Liệt kê các trạng thái của khối khí.- Áp dụng định luật B-M: Khi T = const thì P1V1 = P2V2

Cần chú ý:- Áp suất chất lỏng tại một điểm A có độ sâu h trong lòng chất lỏng là:

PA = Po + Ph

Trong đó:P0 : là áp suất khí quyển

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 16

Page 17: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Ph = gh : là áp suất gây bởi trọng lượng cột chất lỏng có chiều cao h. : là khối lượng riêng chất lỏng.- Trong một không gian nhỏ, áp suất khí quyển có thể coi là không đổi, không

phụ thuộc vào độ cao.

Bài tập mẫu : Bài 1. Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 6 lít đến thể tích 4 lít, áp suất khí tăng thêm 0,75 atm. Tìm áp suất ban đầu của khí.

Hướng dẫnĐề bài cho biết quá trình nén khí là quá trình nén đẳng nhiệt nên có thể áp dụng định luật B-M.- Liệt kê hai trạng thái của khối khí:

+ Trạng thái 1:V1 = 6 lítP1 = ?

+ Trạng thái 2:V2 = 4 lítP2 = P1 + 0,75 atm

- Áp dụng định luật B - M cho hai trạng thái của khối khí: P1V1 = P2V2

P1V1 = (P1 + 0,75).V2

P1V1 = P1V2 + 0,75.V2

21

21 VV

V75,0P

- Thay số, ta có áp suất ban đầu của khí là:

464.75,0P1

= 1,5atm

Bài 2. Một bọt khí khi nổi từ đáy hồ lên mặt nước thì thể tích tăng gấp rưỡi. Giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ như nhau. Hãy tính độ sâu của hồ. Biết áp suất khí quyển là P0 = 105 Pa, khối lượng riêng của nước là = 103 kg/m3, g = 10 m/s2.

Hướng dẫnĐề bài cho nhiệt độ ở đáy và mặt hồ không đổi nên ta sẽ áp dụng định luật B - M cho hai trạng thái của khối khí trong bọt khí. - Liệt kê 2 trạng thái của khối khí:

+ Trạng thái 1:- Khối khí có thể tích V1

- Áp suất P1 của khối khí là áp suất tại một điểm ở đáy hồ bao gồm áp suất khí quyển P0 và áp suất Ph gây bởi trọng lượng của cột nước có chiều cao h:

P1 = P0 + P2 = P0 + gh+ Trạng thái 2:

- Khối khí có thể tích V2=1,5V1

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 17

Page 18: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

- Áp suất P2 của khối khí lúc này bằng áp suất khí quyển vì bọt khí ở trên mặt nước: P2 = P0

- Áp dụng định luật B-M cho hai trạng thái của khối khí:P1V1 = P2V2

Hay (P0 +gh)V1 = P0.1,5V1

Suy ra: h = gP5,0 0

Thay số, ta được độ sâu của hồ: h = 10.1010.5,03

5=5m

Bài 3. Một ống dài tiết diện nhỏ có một đầu kín và một đầu hở bên trong có chứa thủy ngân chiếm một đọan dài h = 12,5cm. Nếu dựng ống thẳng, đầu hở quay lên trên thì đáy cột thủy ngân cách đáy ống một khoảng là l1=5cm. Nếu đầu hở quay xuống dưới thì khoảng cách ấy là l2=7cm. Trong khoảng ấy có không khí. Tính áp suất của khí quyển p0. Biết nhiệt độ khí quyển không đổi.

Hướng dẫnNhiệt độ khí quyển không đổi nên có thể áp dụng định luật (B - M )Gọi S là tiết diện của ống. Áp suất gây bởi trong lượng cột thủy ngân chính bằng chiều cao của cột thủy ngân: ph = h- Liệt kê hai trạng thái của khối khí bị giữ trong ống: + Khi đầu hở của ống hướng lên : Thể tích khối khí : V1 = Sl1

Áp suất của khối khí : p1 = p0 + h + Khi đầu hở của ống hướng xuống : Thể tích khối khí : V2 = Sl2

Áp suất của khối khí : p2 = p0 h - Áp dụng định luật B - M cho hai trạng thái của khối khí: p1V1 = p2V2

Hay (p0 + h). S.l1 = (p0 - h). S.l2

Suy ra: P0 =

Thay số, ta được áp suất của khí quyển là: P0 = = 75(cmHg)

2. Các bài toán về quá trình đẳng tích - Định luật Charles:

Phương pháp:Nếu đề cho P0, áp dụng công thức: Pt = P0 (1 + t) (1)

Nếu đề không cho P0, áp dụng công thức: 2

2

1

1TP

TP

(2)

Thường thì nên áp dụng công thức (2):+ Liệt kê các trạng thái của chất khí.+ Áp dụng công thức (2).+ Cần đổi toC ra ToK : T0K = 273 + toC

Dạng toán này thường được áp dụng cho chất khí chứa trong bình hàn kín.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 18

Page 19: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Bài tập mẫu:Trong một bình chứa khí ở nhiệt độ 27oC và áp suất 2 atm. Khi nung nóng đẳng

tích khí trong bình lên đến 87oC thì áp suất của khí lúc đó là bao nhiêu?

Hướng dẫnĐề bài đề cập đến quá trình đẳng tích nên có thể áp dụng định luật Charlesđể giải .- Liệt kê hai trạng thái khí:+ Trạng thái 1:

t1 = 27oC T1 = 273 + 27 = 300KP1 = 2 atm

+ Trạng thái 2:t2 = 87oC T2 = 87 + 273 = 360KP2 = ?

- Áp dụng định luật Charles:2

2

1

1TP

TP

Suy ra: P2 = 1

21TTP

Thay số, được áp suất khí trong bình sau quá trình nung nóng đẳng tích là:

P2 = 300360.2

=2,4atm

Bài tập luyện tập:

Bài 1. Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 27oC và áp suất 0,6 at. Khi đèn cháy sáng, áp suất khí trong đèn là 1 at và không làm vỡ bóng đèn. Tính nhiệt độ của khí trong đèn khi cháy sáng. Coi dung tích của bóng đèn không đổi.

ĐS: 227oCBài 2. Biết thể tích của một lượng khí không đổi, hãy trả lời các câu hỏi sau :a. Chất khí ở 0oC có áp suất 5 at, hỏi áp suất của nó ở 273oC ?b. Chất khí ở 0oC có áp suất po , cần đun nóng chất khí tới nhiệt độ nào để áp suất nó tăng lên 3 lần?

ĐS: 10 atm, 819oKBài 3. Áp suất khí trơ trong bóng đèn tăng bao nhiêu lần khi đèn sáng nếu nhiệt độ nếu nhiệt độ đèn khi tắt là 25oC, khi sáng là 323oC ?

ĐS: 2 lầnBài 4. Khi đun nóng đẳng tích một khối khí thêm 1oC thì áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu của khí.

ĐS: 87oC3. Các bài toán về quá trình đẳng áp - Định luật Gay - Lussac:

Phương pháp:- Nếu đề cho Vo, áp dụng công thức : Vt = Vo (1 + t ) (1)

- Nếu đề không cho Vo, áp dụng công thức : 2

2

1

1TV

TV (2)

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 19

Page 20: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Chú ý:+ Khi áp dụng công thức (2) cần liệt kê các trạng thái của khí và đổi toC ra ToK.+ Trong dạng bài tập này áp suất khí không đổi thường là do cân bằng với áp suất khí quyển.

Bài tập mẫu:

Một bình dung tích V = 15 cm3 chức không khí ở nhiệt độ t1 = 177oC, nối với một ống nằm ngang chứa đầy thủy ngân, đầu kia của ống thông với khí quyển. Khối lượng thủy ngân chảy vào bình khi không khí trong bình được làm lạnh đến nhiệt độ t2 là m = 68g. Tìm t2 , xem dung tích của bình không đổi và khối lượng riêng của thủy ngân là = 13,6 g/cm3.

Hướng dẫnPhân tích hiện tượng:- Khi khối khí trong bình ở nhiệt độ t1, ống nằm ngang, cột thủy ngân cân bằng nghĩa là áp suất của khối khí trong bình bằng với áp suất khí quyển.- Khi làm lạnh khối khí đến nhiệt độ t2 (nhiệt độ giảm) thì áp suất của nó sẽ giảm và nhỏ hơn áp suất khí quyển; do đó, một phần thủy ngân sẽ bị đẩy vào bình và chiếm một phần thể tích bình. Lúc này, thể tích khí trong bình giảm ; và do vậy, áp suất khí trong bình lại tăng cho đến khi cân bằng với áp suất khí quyển, cột thủy ngân đứng cân bằng và không chảy vào bình nữa.- Ta thấy, áp suất của khối khí trong bình trước và sau khi thủy ngân chảy vào là bằng nhau và bằng với áp suất khí quyển, do đó, có thể áp dụng định luật G - L cho hai trạng thái của khối khí.- Liệt kê 2 trạng thái của khối khí:

+ Trạng thái 1: t1 = 177oC T1 = 177 + 273 = 4500KV1 = 15 cm3

+ Trạng thái 2:T2 = ?Tìm V2 :

-Thể tích thủy ngân chảy vào bình: V = m.-Thể tích khối khí trong bình còn lại là: V2 = V1 - V = V1 - m

+ Áp dụng định luật Gay - Lussac:

2

2

1

1TV

TV

Suy ra: 1

122 V

T.VT = 3000K

4. Các bài toán về hỗn hợp khí – Định luật Dalton:Phương pháp

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 20

Page 21: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Định luật Dalton được dùng trong những bài toán về một hỗn hợp khí bao gồm n chất khí thành phần với khối lượng lần lượt là m1, m2,……,mn chứa trong một bình có thể tích V.Khi cần tính áp suất của hỗn hợp khí hay áp suất riêng phần của một chất khí trong hỗn hợp có thể áp dụng công thức:

P = P1 + P2 + ….+ Pn

Bài tập mẫuCó hai bình chứa hai chất khí khác nhau thông với nhau bằng một ống thủy tinh có khóa. Thể tích của bình thứ nhất là V1, thể tích của bình thứ hai là V2. Khi chưa mở khóa, áp suất ở hai bình lần lượt là P1 và P2. Mở khóa để hai bình thông nhau nhưng nhiệt độ vẫn giữ không đổi. Tính áp suất của hỗn hợp khí trong hai bình khi đã thông nhau.

Hướng dẫn giảiGọi P1; P2 lần lượt là áp suất riêng phần của hai chất khí khi bình đã thông với nhau. Do nhiệt độ vẫn giữ không đổi nên có thể áp dụng định luật B-M cho từng chất khí:

;

;

Áp dụng định luật Dalton cho hỗn hợp khí:

5. Các bài toán về thông số trạng thái và khối lượng của khối khí -Phương trình trạng thái khí lý tưởng:

Phương pháp:

- Nếu bài toán có liên quan đến sự biến đổi bất kỳ của một khối lượng khí xác định thì

sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng : 2

22

1

11TVP

TVP

(1)

+ Liệt kê các trạng thái của khối khí.+ Áp dụng phương trình (1).

Cần chú ý đổi nhiệt độ toC ra nhiệt độ ToK.-Nếu bài toán có liên quan đến khối lượng của khối khí thì sử dụng phương trình Claypeyron – Mendelev:

P.V = RTm

Ngoài ra còn các dạng bài tập khác về phương trình trạng thái của khí lý tưởng như : phương trình trạng thái áp dụng cho hỗn hợp khí hay phương trìnhtrạng thái kết hợp với định luật Acsimet, ... Tùy vào từng điều kiện của đề bài mà vận dụng kết hợp các công thức, biến đổi hợp lý.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 21

Page 22: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Bài tập mẫu:Bài 1. Nếu thể tích của một lượng khí giảm 1/10, nhưng nhiệt độ tăng thêm 16oC thì áp suất tăng 2/10 so với áp suất ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu.

Hướng dẫnBài toán có liên quan đến sự biến đổi trạng thái của chất khí nên áp dụngphương trình trạng thái.- Liệt kê hai trạng thái của khối khí:

+ Trạng thái 1:Khối khí ở nhiệt độ T1, thể tích V1, áp suất P1.

+ Trạng thái 2:T2 = T1 + 16V2 = 1 - 1/10 = 0,9V1

P2 = 1 + 2/10 = 1,2 P1

- Áp dụng phương trình trạng thái : 2

22

1

11TVP

TVP

161T08,1

1T1

08,0

161T = 2000K

Vậy, nhiệt độ ban đầu của khối khí là T1 = 2000K

Bài 2. Một bình có thể tích V chứa một hỗn hợp Hydro và Hêli ở nhiệt độ T và áp suất P. Khối lượng của hỗn hợp là m. Tìm khối lượng của mỗi chất khí trong hỗn hợp.

Hướng dẫn

Đây là bài toán có liên quan đến khối lượng của các khí nên có thể áp dụngphương trình Claypeyron - Mendelev.- Gọi P1 , P2 , m1 , m2 , µ1 , µ2 lần lượt là áp suất riêng phần, khối lượng và khối lượng mol của Hydro và Hêli trong hỗn hợp .- Áp dụng phương trình Claypeyron – Mendelev cho từng chất khí :

+ Đối với Hydrô: P1V = RTm1

1 (1)

+ Đối với Hêli: P2V = RTm2

2 (2)

- Cộng hai phương trình (1) và (2):

RT22m

11mV)2P1P(

(3)

+ Mà:P = P1 + P2 và m = m1 + m2

+ Nên PT (3) viết lại:

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 22

Page 23: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

PV= RT21mm

11m

+ Suy ra khối lượng khí Hydrô trong hỗn hợp là:

21

11

2m

RTpV

1m

Khối lượng khí Hêli trong hỗn hợp là: m2 = m – m1 =

21

11

2m

RTpV

m

Bài 3. Hai bình cầu A và B chứa cùng một chất khí được nối với nhau bằng một ống nằm ngang có tiết diện nhỏ, ở giữa ống có một giọt thuỷ ngân ngăn cách hai bình (hình vẽ). Lúc đầu nhiệt độ của lượng khí trong bình A là 0oC và bình B là 20oC. Hỏi giọt thuỷ ngân trong ống nằm ngang có dịch chuyển không ?

a. Khi tăng nhiệt độ tuyệt đối của khí ở cả hai bình lên gấp đôi.

b. Khi tăng nhiệt độ mỗi bình lên 10oC.Hướng dẫn

Áp suất của khí ở hai đầu bình cầu luôn luôn bằng nhau, khi giọt thuỷ ngân còn nằm trên ống ngang. Gọi mA, mB là khối lượng khí trong hai bình; lần lượt là thể tích của khí trong hai bình lúc đầu và lúc sau khi thay đổi nhiệt độ.

Ta có : ( 1 )

a) Nếu tăng nhiệt độ tuyệt đối ở mỗi bình lân gấp đôi thì tỉ số không đổi, do đó

không thay đổi : giọt thuỷ ngân không di chuyển.

b) Bây giờ và tương tự như ( 1 ) ta có :

( 2 )

So sánh hai tỉ số và , ta có :

Theo đề bài :

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 23

AB

Page 24: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Như vậy AB TT , do đó hay ( 3 )

Từ ( 1 ), ( 2 ) và ( 3 ) ta suy ra : ( 4 )

Vì nên từ ( 4 ) suy ra : Giọt thuỷ ngân di chuyển về bình cầu B.

Bài tập luyện tập:1. Tính thể tích của 10g khí ôxy áp suất 738 mmHg và nhiệt độ 150C

ĐS: 7,6 lít 5. Có 10g khí ôxy ở 470C, áp suất 2,1 atm. Sau khi nung nóng đẳng áp thể tích khí là 10 lít. Tìm : a. Thể tích trước khi đun. b. Nhiệt độ sau khi đun. c. Khối lượng riêng của khí trước và sau khi đun.

ĐS: a. 4 lít; b. 5270C; c. 2,5 g/l và 1g/l 5. Các bài toán liên quan đến nhiệt lượng, công và độ biến thiên nội năng - Nguyên lý I của nhiệt động lực học :

Phương pháp- Áp dụng nguyên lý I của nhiệt động lực học: Q = A + U

+ Q : nhiệt lượng trao đổi giữa hệ và môi trường ngoài:Q > 0 : hệ thu nhiệtQ < 0 : hệ tỏa nhiệt

+ A : Công do hệ thực hiện :A > 0 : hệ sinh công dương (công phát động).A < 0 : hệ sinh công âm (công cản).

Trong quá trình biến đổi, nếu hệ chịu tác dụng của lực ngoài nào đó sinh công A' thì : A = A'

+ U : Độ biến thiên nội năng của hệ (theo nhiệt độ, kích thước hay hình dạng của hệ).

U > 0 : nội năng tăngU < 0 : nội năng giảm

- Cần chú ý đổi đơn vị của các đại lượng cho phù hợp.Công của khí lý tưởng : - Quá trình đẳng áp : A = pV = p(V2 - V1 ) + Khí dãn nở : V > 0 A > 0

+ Khí bị nén : V < 0 A < 0 Lưu ý: + Khi cho p (áp suất) : A = p (V2 – V1)

+ Khi không cho V2:

Áp dụng và biến đổi các hệ thức giữa A , U, Q theo từng quá trình biến đổi - Đẳng tích : Q = U + A Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 24

Page 25: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

- Đẳng áp : Q = A - Đẳng nhiệt : Q = A - Đoạn nhiệt : A = - U - Chu trình kín : Q = A

Bài tập mẫuBài 1. Một quả bóng có khối lượng 0,1kg rơi từ độ cao 1,5m xuống đất và nảy lên đến độ cao 1,2m. tại sao bóng không nảy lên đến độ cao ban đầu ? Tính độ tăng nội năng của bóng, đất và không khí. Cho g = 10m/s2.

Hướng dẫnXét hệ gồm quả bóng, đất và không khí.- Gọi W1 và W2 lần lượt là cơ năng của bóng khi bắt đầu rơi (ở độ cao h1) và khi đã nảy lên độ cao nhất có thể (h2) :

W1 = mgh1

W2 = mgh2 (do v1 ; v2 đều bằng 0).- Khi bóng rơi chạm đất và nảy lên thì một phần cơ năng của bóng đã chuyển thành nội năng của hệ , nên :

W2 < W1

mgh2 < mgh1

h2 < h1

Vì vậy, bóng không nảy lên đến độ cao ban đầu.- Áp dụng nguyên lý I của nhiệt động lực học cho hệ kín ; ta có:

Q = U - A' = 0Suy ra độ tăng nội năng của hệ :

U = A' = W1 - W2 = mg(h1 - h2)- Thay số:

U = 0,3 (J)Nội năng tăng làm tăng nhiệt độ của hệ và có thể làm biến dạng quả bóng, đất.A' = W1 - W2 = Wt1 - Wt2 = Wt : Công sinh ra trong quá trình biến đổi bằng độ giảm thế năng.

Bài tập luyện tập

Một viên đạn chì có nhiệt dung riêng 0,13kJ/kg.độ rơi không ma sát từ độ cao h xuống và va chạm mềm với đất. Nếu 50% độ tăng nội năng của đạn được biến thành nhiệt làm nóng viên đạn thì khi chạm đất đạn nóng thêm 5oC. Lấy g =10m/s2. Tính h ?

ĐS: 130m Bài tập mẫu

Bài 2. Một lượng khí ở áp suất 2.104N/m2 có thể tích 6.10-3m3 ở nhiệt độ 27oC được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ 87oC.a. Tính công do khí thực hiện được.b. Tìm độ biến thiên nội năng của khí. Biết khi nung nóng khí nhận nhiệt

Hướng dẫnGv. Nguyễn Đức Hào Trang 25

Page 26: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

a. Công do khí thực hiện:

- Do quá trình nung nóng là đẳng áp : 2

2

1

1TV

TV

1T1V2T

2V

- Áp dụng công thức tính công :A = P(V2 - V1)Với: P = 2.104N/m2 ;V1 = 6.10-3m3

t1 = 27oC T1 = 27 + 273 = 3000 Kt2 = 87oC T2 = 87 + 273 = 3600 K

- Thay số : A = 24 (J)b. Độ biến thiên nội năng:Áp dụng công thức của nguyên lý I nhiệt động lực học:

Q = A + U U = Q - A

Vì hệ thu nhiệt nên Q > 0, do đó :U = 100 - 24 = 76 (J)U > 0, suy ra nội năng của hệ tăng.

Bài tập luyện tập

Bài 1. Một khối khí có áp suất 1at, thể tích 10 lít được giãn nở đẳng áp, thể tích tăng gấp hai lần. Tìm công do khí thực hiện.

Bài 2. Một khối khí có thể tích 3.10-3m3, áp suất 2.105N/m2 được nén đẳng áp và nhận 1 công 50J. Tìm nhiệt độ ban đầu của khí biết nhiệt độ của khí sau khi nén là 17oC.

Bài 3. Một khối khí có thể tích 3 lít, áp suất 2.105Pa ở 27oC được nung nóng đẳng tích rồi giãn đẳng áp. Khí đã thực hiện một công 60J. Hỏi khi dãn nở nhiệt độ của khí tăng lên bao nhiêu ?

4. Các bài toán về động cơ nhiệt:Phương pháp

- Áp dụng và biến đổi các công thức tính hiệu suất:+ Hiệu suất thực tế:

1QA

1Q2Q1QH

+ Hiệu suất lý tưởng: H = 1T2T1

1T2T1T

- Sau khi tìm H suy ra A hoặc Q1 :A = Q1 – Q2

Chú ý :+ Thông thường hay sử dụng hiệu suất lý tưởng.+ Có thể tính công dựa vào diện tích giới hạn trên giản đồ (p,V)

Bài tập mẫuGv. Nguyễn Đức Hào Trang 26

Page 27: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Một động cơ nhiệt lý tưởng có hiệu suất 25% thực hiện một công , đồng thời truyền cho nguồn lạnh nhiệt lượng 15kJ. Tính công động cơ thực hiện.

Hướng dẫnTa có:

H = 25% = 0,25Q2 = 15kJ

Áp dụng công thức tính hiệu suất của động cơ lý tưởng: 2QA

A1QAH

H (Q2 + A) = A HQ2 + HA = A

H12HQ

A

Thay số : A = 5kJBài tập luyện tập

1. Mỗi giờ nồi Supde của một máy hơi nước công suất 10kW tiêu thụ 10kg than đá. Hơi nước đi vào xylanh có nhiệt độ 200oC và đi ra là 100oC.

a.Tính hiệu suất lý tưởng của máy hơi nước.b.Tính hiệu suất thực tế, biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là 36.106J/kg.

2. Động cơ nhiệt lý tưởng mỗi chu trình truyền 80% nhiệt lượng nhận được cho nguồn lạnh. Nếu nhiệt độ nguồn nóng là 105,75oC thì nhiệt độ nguồn lạnh làbao nhiêu ?3. Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện một công 2kJ.

a.Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng nó truyền cho nguồn lạnh.

b. Nếu tăng nhiệt độ nguồn nóng lên 130oC thì hiệu suất của động cơ là bao nhiêu ?

CHƯƠNG IIIBÀI TẬP ĐỒ THỊ

Phương pháp:- Đối với dạng bài tập mà dữ kiện cho trong bài toán là một đồ thị thì yêu cầuphải hiểu được ý nghĩa của đồ thị :+ Xem đồ thị biểu đạt mối liên hệ giữa các đại lượng vật lý nào, tương đương với công thức nào.+ Từ đồ thị đã cho rút ra những số liệu chính xác.Từ đó, vận dụng những kiến thức đã học có liên quan đến yêu cầu của bài toán để giải.- Đối với dạng bài tập đòi hỏi phải biểu diễn quá trình diễn biến của một hiện tượng nào đó bằng đồ thị thì yêu cầu phải :+ Hình dung được diễn biến của hiện tượng, mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho ở đề bài.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 27

P

V0

T2

T3

T1

Page 28: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

+ Vẽ chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu đã cho. Từ đồ thị cũng có thể tìm ra được một kết quả nào đó mà bài toán yêu cầu hay một định luật vật lý.

Bài tập mẫuĐồ thị biểu diễn 3 trạng thái của cùng một khối lượng lý tưởng. Hãy so sánh nhiệt độ của khối khí ở 3 trạng thái đã cho.

Hướng dẫnĐây là dạng bài tập đồ thị về các trạng thái của khí lý tưởng.Trên đồ thị:- Trục OP biểu diễn áp suất của khối khí. - Trục OV biểu diễn thề tích của khối khí.- Các đường T1, T2, T3 là các đường đẳng nhiệt nên nhiệt độ như nhau tại mọi điểm trên mỗi đường.Để so sánh nhiệt độ của các trạng thái khí ta chọn Vo = const và áp dụng định luật Charles cho các trạng thái của khối khí.Áp dụng định luật Charles cho ba trạng thái của khối khí khi V0 = const:Trên đồ thị, ta thấy:

P1 < P2 < P3

Mà áp suất biến thiên bậc nhất theo nhiệt độ tuyệt đối nên:T1 < T2 < T3

Bài tập

Bài 1. Hình (1) là đồ thị chu trình của 1 mol khí lý tưởng trong mặt phẳng tọa độ (V,T). Vẽ các đồ thị của chu trình trong mặt phẳng tọa độ (P,V) và (P,T); trục tung là trục OP.Bài 2. Hình (2) là đồ thị của hai chu trình biến đổi trong hệ tọa độ (P,T) và (V,T). Hãy vẽ đồ thị biểu diễn mỗi chu trình trong các hệ tọa độ còn lại.

Hình (1) Hình (2)

Bài 3. Một lượng khí biến đổi theo chu trình được biểu diễn trên đồ thị hình bên. Biết : p1 = p3; V1 =1m3 , V2 = 4m3; Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 28

V

T0

1

2

3

P

T0

12

3

(2)

(1)

(3)

(4)

V

T

0

V2

V1

T1

T2

Page 29: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

T1 = 100K và T4 = 300K.Tính V3 = ?

Hướng dẫnVì p1 = p3 nên ta có:

Đoạn 2- 4 có dạng một đoạn thẳng nên có dạng:V = a.T + b với a,b là các hằng số+ Khi V = V2, T =100 thì V2 = a.100 + b (2)+ Khi V = V4, T = 300 thì V4 = a.300 + b (3)+ Từ (2) và (3) ta có: a = - 3/200 và b = 5,5

+ Khi T = T3 ; V = V3 thì V3 =

Vậy V3 = 2,2m3 Bài 4:

Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn nguyên tử) thực hiện một chu trình 1 – 2 – 3 – 4 – 1 được biểu diễn trên giản đồ P-T như hình 1. Cho P0 = 105Pa; T0 = 300K.

1) Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4.2) Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình

nào. Vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T (cần ghi rõ giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình).

3) Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu trình.

Hướng dẫn

a) Quá trình 1 – 4 có P tỷ lệ thuận với T nên là quá trình đẳng tích, vậy thể tích ở trạng thái 1 và 4 là bằng nhau: V1 = V4. Sử dụng phương trình C-M ở trạng thái 1

Ta có: , suy ra:

Thay số: m = 1g; = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T1 = 300K và P1 = 2.105 Pa ta

được:

b) Từ hình vẽ ta xác định được chu trình này gồm các đẳng quá trình sau:1 – 2 là đẳng áp; 2 – 3 là đẳng nhiệt;3 – 4 là đẳng áp; 4 – 1 là đẳng tích.

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 29

P

T

0 T0

2P01 2

34

2T0

P0

Hình 1

Page 30: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ V-T (hình b) như trên hình a) và hình b):c) Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể tích:

V2 = 2V1 = 6,24.10 – 3 m3; V3 = 2V2 = 12,48.10 – 3 m3.Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:

vì đây là quá trình đẳng áp.Bài 5. Một lượng khíÔxy 1300C, áp suất 105Pa được nén đẳng nhiệt đến áp suất 1,3.105Pa

Cần làm lạnh đẳng tích khí đến nhiệt độ nào để áp suất giảm bằng lúc đầu ? Biểu diễn quá trình trên trong các hệ tọa (p,V), (p,T) và (V,T).

Bài 6. Có 20g khí Hêli chứa trong xylanh đậy kín bởi pittông biến đổi chậm từ (1) đến (2) theo đồ thị hình 11. Với : V1= 30 lít, p1 = 5 atm, V2 = 10 lít, p2

=15 atm. Tìm nhiệt độ cao nhất mà khí đạt được trong quá trình biến đổi

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 30

P

VV1 V2

P1

P2

P(105Pa)

Hình a

V(l)0 3,12

21 2

34

12,48

1

6,24

V(l)

Hình b

T(K)0

3,12 1

2

3

4

12,48

6,24

300 600150

Page 31: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

Bài 7. Cho một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử biến đổi theo một chu trình thuận nghịch được biểu diễn trên đồ thị (Hình 2)

Trong đó đoạn thẳng 1 – 2 có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ và quá trình 2 – 3 là đoạn nhiệt.

Biết T1 = 300K; p2 = 3p1; V4 = 4V1.1/ Tính các nhiệt độ T2, T3, T4.2/ Tính hiệu suất của chu trình

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 31

p p2 2 p3 3

p1 1 4

O V1 V2 V4 V

Hình 2

Page 32: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

C. KẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu, đề tài đã đạt được một số kết quả:- Phân loại được các bài tập vật lý như ở nhiệm vụ đã đề ra.- Đưa ra một dàn bài chung cho việc giải bài tập vật lý.- Đề ra cách giải cho từng loại bài tập: định tính, định lượng, đồ thị- Nêu phương pháp giải cho từng dạng bài tập cụ thể, có kèm theo bài tập mẫu,

bài tập áp dụng và bài tập tổng hợp.- Rút ra một số điều cần lưu ý khi giải bài tập vật lý.

Tuy nhiên, bài tập Vật Lý cũng như phương pháp giải đều rất đa dạng. Các bài tập và phương pháp nêu trên chỉ là một số dạng thông thường, phổ biến mà học sinh phổ thông trung học thường gặp, có thể giúp học sinh rèn luyện thêm kỹ năng giải bài tập. Ngoài ra, học sinh cần phải tham khảo thêm nhiều sách, nhiều phương pháp và các dạng bài tập mở rộng, nâng cao nhằm phát triển kỹ năng, kỹ xảo, khả năng tư duy…Khi giải bài tập Vật Lý cần lưu ý một số điểm sau:

- Chú ý phần định tính của bài toán .- Đổi đơn vị của các đại lượng cho phù hợp.- Trong quá trình giải toán, chỉ nên biến đổi các công thức bằng chữ, đến công

thức cuối cùng hãy thay số vào để tính kết quả. (Ngoại trừ những trường thay số từ đầu thì việc giải bài toán sẽ đơn giản hơn).

- Cần tìm nhiều cách để giải một bài tập, sau đó rút ra cách giải ngắn gọn, đầy đủ và dể hiểu nhất./.

Ngày 10 tháng 05 năm 2012Người thực hiện

Nguyễn Đức Hào

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 32

Page 33: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao – Nhà xuất bản Giáo dục, năm 2008.

2. Sách bài tập Vật lí 10 nâng cao - Nhà xuất bản Giáo dục, năm 2008.

3. Kiến thức cơ bản và nâng cao Vật lí THPT – Tác giả Vũ Thanh Khiết; Nhà xuất bản

Hà Nội. năm 2002.

4. Các bài toán vật lí chọn lọc phổ thông trung học. Cơ – Nhiệt. Tác giả Vũ Thanh

Khiết; Nhà xuất bản Hà Nội. năm 2001

5. Bài tập vật lý phân tử và nhiệt học – Tác giả Dương Trọng Bái, Đàm Trung Đồn –

Nhà xuất bản Giáo dục năm 2001.

6. Tuyển tập Bài tập vật lí nâng cao THPT. Tập 2. Vật lí phân tử & nhiệt học. Tác giả

Phạm Quí Tư (chủ biên), năm 2002

***************

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 33

Page 34: A – MỞ ĐẦU · Web viewI. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Đức Hào 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hayPhân loại & Phương pháp giải Bài tập Nhiệt Vật Lý 10 về chất khí

SỞ GD & ĐT ĐỒNG NAI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG THPT NGUYỄN BỈNH KHIÊM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

--------------------------- -----------------------

Đồng Nai, ngày 10 tháng 05 năm 2012

PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMNăm học: 2011-2012

Tên sáng kiến kinh nghiệm: “ Phân loại và phương pháp giải bài tập nhiệt vật lý 10 về chất khí ”Họ và tên tác giả: Nguyễn Đức Hào. Đơn vị: Tổ Tự nhiên.Lĩnh vực:Quản lí giáo dục: Phương pháp dạy học bộ môn: Vật lýPhương pháp giáo dục: Lĩnh vực khác: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Tính mới: - Có giải pháp hoàn toàn mới: - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có: 2. Hiệu quả: - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao. - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao. - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao. - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả . 3. Khả năng áp dụng: - Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính sách:

Tốt Khá Đạt - Đưa ra các giải pháp khuyền nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt Khá Đạt - Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt Khá Đạt XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Gv. Nguyễn Đức Hào Trang 34