Bài giảng Chuyên đề Vật lý 10 - Chương 8: Chủ đề 2 (Slide)

Bài giảng Chuyên đề Vật lý 10 - Chương 8: Chủ đề 2 cung cấp cho học sinh kiến thức về các nguyên lý nhiệt động lực học. Bài giảng này giúp người học có thể nắm bắt được các công thức liên quan cũng như giúp học sinh vận dụng các công thức để giải bài tập.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chuyên đề Vật lý 10 - Chương 8: Chủ đề 2 (Slide) Chương 8: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌCChủ đề 1: Cơ sở nhiệt động lực họcChủ đề 2: Các nguyên lý nhiệt động lực học Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187I. Kiến thức: * Các công thức + Nguyên lí I nhiệt động lực học: ∆U = A + Q. Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực hiện công. + Công của hệ chất khí trong quá trình đẵng áp: A = p∆V = p(V2 – V1). + Hiệu suất của động cơ nhiệt: H = | A | = Q − | Q | < 1. 1 2 Q1 Q1 * Phương pháp giải + Để tính các đại lượng trong quá biến đổi nội năng ta viết biểu thức của nguyên lý I từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán. Trong biểu thức của nguyên lí I lưu ý lấy đúng dấu của A và Q. + Để tính các đại lượng có liên quan đến hiệu suất động cơ nhiệt ta viết biểu thức hiệu suất động cơ từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán. Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187 Chủ đề 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌCII. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD1: một bình kín chứa 2g khí lý tưởng ở 200C được đun nóng đẳng tích để áp suất khí tăng lên 2 lần. a. Tính nhiệt độ của khí sau khi đun. 3 b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích khí là 12,3.10 J/kg.K p p HD. a. Trong quá trình đẳng tích thì: T1 = T 2 , nếu áp suất tăng 2 lần thì áp nhiệt độ tăng 2 lần, vậy: 1 2 T2 = 2T1 = 2.(20 + 273) = 586K, suy ra t2 = 3130C b. Theo nguyên lý I thì: ∆U = A + Q do đây là quá trình đẳng tích nên A = 0, Vậy ∆U = Q = mc (t2 – t1) = 7208J VD2: Một lượng khí ở áp suất 2.104 N/m2 có thể tích 6 lít. Được đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích 8 lít. Tính: a.Công do khí thực hiện b.Độ biến thiên nội năng của khí. Biết khi đun nóng khí nhận được hiệt lượng 100 J HD. a. Tính công do khí thực hiện được: A = p( V2 − V1 ) = p.∆V Với p = 2.104 N / m2 vµ ∆V = V2 − V1 = 2lÝt = 2.10−3 m3 Suy ra: A = 2.104.2.10−3 = 40 J Vì khí nhận nhiệt lượng (Q > 0) và thực hiện công nên: A = -40 J b. Độ biến thiên nội năng: Áp dụng nguyên lý I NĐLH ∆U = Q + A Với Q = 100J và A = −40 J suy ra: ∆U = 100 − 40 = 60 J Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187 Chủ đề 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌCII. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD3: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2.105N/m2 được nung nóng đẳng áp từ 30oC đến 1500C. Tính công do khí thực hiện trong quá trình trên. V2 T2 T 423 HD. Trong quá trình đẳng áp, ta có: = ⇒ V2 = 2 .V1 = 10. = 13, 96 l V1 T1 T1 303 Công do khí thực hiện là: A = p .∆ V = p . ( V2 − V1 ) = 2.10 5. (13, 96 − 10 ) .10 − 3 = 792 J VD4: một khối khí có áp suất p = 100N/m2 thể tích V1 = 4m3, nhiệt độ t1 = 270C được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 870C. Tính công do khí thực hiện. HD. p1V1 p2V2 p2V2 − p1V1 Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: T1 = T2 = T2 − T1 (P = P1= P2) pV P (V − V ) pV Nên: T = T − T ⇒ p(V2 − V1 ) = T (T2 − T1 ) 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 pV Vậy: A = T (T2 − T1 ) , trong đó: T1 = 300K, T2 = 360K, p = 100N/m2, V1 = 4m3. 1 1 100.4(360 − 300) Do đó: A = 300 = 80 J Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187 ...