$\color{Green}{\fbox{Vật lí 10}\bigstar\text{CHƯƠNG VI - CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC}\bigstar}$

[congratulation11]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

CHƯƠNG VI - CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC​

Topic này sẽ phát triển các nội dung của chương VI, theo ban cơ ban chỉ có 2 bài nên pic này sẽ song song với pic chương V
Nội quy như cũ nhé!

Nội quy trong topic:
+ Bài viết phải chứa nội dung câu hỏi, không chứa lời cảm ơn hay có ý xúc phạm, chê người khác.
+ Bài viết phải là Tiếng Việt có dấu.
+ Bài viết gõ LaTeX rõ ràng, sử dụng số icon ít hơn 3. Nếu chưa biết gõ LaTeX, có thể học gõ TẠI ĐÂY
+ Về cách chèn hình ảnh vào bài viết, cách gõ công thức Vật lý ...Các bạn có thể tham khảo TẠI ĐÂY
+ Tránh tình trạng spam ( Bài có thể bị xóa)

Chú ý: Nếu mem nào muôn tăng điểm học tập thì không dùng nút trích dẫn hay copy bài viết trên vào bài tl của mình và đặt trong thẻ

[quocte]

[/COLOR][/SIZE][/FONT]

 

[congratulation11]

A. TÓM TẮT KIẾN THỨC CÀN NHỚ.
I. Nội năng và sự biến thiên nội năng.

1) Nội năng:

Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

+Động năng do chuyển động nhiệt của phân tử

+Thế năng do tương tác giữa các phân tử

Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: $U=f(T, V)$

2) Cách làm biến đổi nội năng:

$-$ Thực hiện công: Theo cách này, cơ năng được chuyển hoá thành nội năng.

$-$Truyền nhiệt lượng: Theo cách này, nội năng của vật này chuyển sang vật khác phần nội
năng được chuyển đi gọi la nhiệt lượng.

$Q=m.C.(t_2-t_1)$​

(Với $m$ là khối lượng vật $C$ là nhiệt dung riêng cua chất làm vật, $t_1$ là nhiệt độ đầu, $t_2$ là nhiệt độ sau)

+Sự truyền nhiệt lượng tuân theo ph]ng trình cân bằng nhiệt (PTCBN):

$Q_1+Q_2=0$​

($Q>0$: nhiệt lượng thu vào; $Q<0$: nhiệt lượng toả ra)

+Đơn vị của nhiệt lượng là $J$ hoặc $cal$ (calo): $1cal=4186J$ hay $1J=0,24cal$

3) Nội năng và công của khí lí tưởng

$-$ Nội năng:

+Khí đơn nguyên tử: $U=\frac{3}{2}nRT$

+Khí lưỡng nguyên tử: $U=\frac{5}{2}nRT$

$-$ Công:

+ Quá tình đẳng áp: $A=p.\Delta V$

+Quá trình bất kì: $A=\sum{\Delta A_i}=\sum{p_i.\Delta V_i}$

II. Các nguyên lí của nhiệt động lực học.

1) Nguyên lí I

$-$ Nội dung:

Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ trao đôi với bên ngoài.

$\Delta U=Q+A$​

Quy ước: $\text{$A>0$: hệ nhận công; $A<0$: hệ thực hiện công}\\\text{$Q>0$: hệ nhận nhiệt lượng; $Q<0$: hệ toả nhiệt lượng}\\\text{$\Delta U>0$: nội năng của hệ tăng; $\Delta U< 0$: nội năng của hệ giảm}$

$-$ Áp dụng cho các quá trình của khí lí tưởng:

• Quá trình đẳng tích: $\Delta V=0 \rightarrow A=0: \Delta U=Q$
  
  Vậy với quá trình đẳng tích, nhiệt lượng khí nhận được chỉ làm tăng nội năng của khí.
  
• Quá trình đẳng áp: $\Delta U=Q+A=Q-A'$
  
  Vậy với quá trình đẳng áp, nhiệt lượng khí nhận được một phần làm tăng nội năng của khí, phần còn lại biến thành công do khí thục hiện.
  
• Quá trình đẳng nhiệt: $\Delta U=0 \rightarrow Q=-A=A'$
  
  Vậy với quá trình đẳng nhiệt, nhiệt lượng mà khí nhận được biến hoàn toàn thành công do khí thực hiện.
  
• Chu trình: Trạng thái cuối và đầu trùng nhau nên: $\Delta U=0 \rightarrow Q=-A=A'$
  
  Vậy với chu trình biến đổi, nhiệt lượng mà khí nhận được biến hoàn toàn thành công do khí thực hiện.

2) Nguyên lí II

$-$ Nội dung:

+Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.

(R. Clausius)​

+Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt nhận được thành công cơ học.

(S. Carnot)​

$-$ Áp dụng vào động cơ nhiệt:

+Hiệu suất: $H=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}=1-\frac{Q_2}{Q_1}\le \frac{T_1-T_2}{T_1}$

+Hiệu suất cực đại: $H_{max}=\frac{T_1-T_2}{T_1}$

(Với $Q_1$ là nhiệt lượng tác nhân nhận từ nguồn nóng, $T_1$ là nhiệt độ nguồn nóng;
$Q_2$ là nhiệt lượng tác nhân nhả cho nguồn lạnh, $T_2$ là nhiệt độ nguồn lạnh).

 

[congratulation11]

B. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP.

- Khi tính toán các địa lượng về nhiệt, cần dựa vào:
+ Công thức tính nhiệt lượng $Q=mC(t_2-t_1)$
+PTCBN: $Q_1+Q_2=0$ hay $Q_{\text{toả}}=|Q_{thu}|$ (chú ý quy ước về dấu của $Q$)

- Khi áp dụng nguyên lí I để tính toán liên quan đến nhiệt lượng, công và độ biến thiên nội năng cần chú ý:
+Quy ước về dấu của $Q, A$ và $\Delta U$.
+Đổi đơn vị cho các đại lượng.
+Hệ thức: $A'=-A$ ($A'$ là công của lực ngoài, $A$ là công thực hiện được)
+Biểu thức tính công và nội năng của khí lí tưởng.
+Biểu thức của nguyên lí I cho các đẳng quá trình, chu trình.

- Khi áp dụng nguyên lí II, cấn chú ý xác định đúng các giá tị $Q_1, T_1$ (nguồn nóng), và $Q_2, T_2$ (nguồn lạnh). Trường hợp động cơ nhiệt lí tưởng thì:

$H_{max}=\frac{T_1-T_2}{T_1}$​

 

[congratulation11]

C. CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: $100g$ chì được truyền nhiệt lượng $260J$, thì tăng nhiệt độ từ $15^oC$ đến $35^oC$. Tìm nhiệt dung và nhiệt dung riêng của chì?

Bài 2: Thùng nhôm khối lượng $1,2 kg$ đựng nước ở $90^oC$. Tìm nhiệt lượng toả ra khi nhiệt độ hạ còn $30^oC$. Cho biết: nhôm có $C_{1}=920J/kg.K$, nước có $C_2=4200J/kg.K$

Bài 3: Một nhiệt lượng kế chứa $2kg$ nước ở $15^oC$. Cho vào nhiệt lượng kế quả cân bằng đ/thau khối lượng $500g$ ở $100^oC$.
Tìm nhiệt độ cân bằng của hệ. Coi rằng vỏ nhiệt lượng kế không thu nhiệt. Cho các nhiệt dung riêng của đ/thau và nước lần lượt là: $C_1=368J/kg.K$; $C_2=4200J/kg.K$

 

[saodo_3]

Anh thì không làm bài tập, nhưng mà anh có 1 thắc mắc nhỏ ở phần lí thuyết.

Nhiệt không thể tự truyền tự một vật sang một vật nóng hơn, vậy rau quả trong tủ lạnh truyền nhiệt cho ai?

Anh thì không làm bài tập, nhưng mà anh có 1 thắc mắc nhỏ ở phần lí thuyết.

Nhiệt không thể tự truyền tự một vật sang một vật nóng hơn, vậy rau quả trong tủ lạnh truyền nhiệt cho ai?

--->

Ý anh là khi cho rau quả tươi vào tủ lạnh hay là lúc lấy chúng ra?
*Khi mới cho rau quả tươi vào tủ lạnh thì đương nhiên nhiệt độ của rau, quả sẽ lớn hơn nhiệt độ môi trường trong tủ lạnh ---> Nhiệt của rau, quả sẽ truyền cho môi trường trong tủ lạnh.
*Khi lấy rau, quả từ trong tủ lạnh ra (khi đã để 1 thơi gian khá dài), rõ ràng sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của rau quả và môi trường trong tủ lạnh là bằng nhau---> Khi lấy ra thì nó thu chứ không thể truyền nhiệt ra môi trường ngoài tủ lạnh có nhiệt độ lớn hơn được

Rau quả trong tủ lạnh (một cái hộp kín) cứ không ngừng lạnh đi. Vậy chúng đã truyền nhiệt cho ai? Cứ cho là không khí trong tủ lạnh. Vậy không khí trong tủ lạnh truyền nhiệt cho ai để có thể làm lạnh liên tục khi bản thân nó rất lạnh?

--->

Một bộ phận có một đâu thu nhiệt từ không khí bên trong còn một đầu toả nhiệt ra ngoài

Có lẽ đó là lí do khiến ta cảm thấy nóng khi sờ và tủ lạnh.

Đầu thu đó có nhiệt độ như thế nào?

Nếu có nhiệt độ cao hơn không khí bên trong thì:

Nhiệt truyền từ không khí có nhiệt độ thấp sang đầu thu có nhiệt độ cao hơn.

Còn nếu có nhiệt độ thấp hơn thì:

Nhiệt truyền từ đầu thu có nhiệt độ thấp sang đầu phát có nhiệt độ cao hơn?

Tất cả các trường hợp đều dẫn đến mâu thuẫn với nguyên lí kia.

Lần này thì xem còn xoáy nữa không? )

B1. Nén khí gas (môi chất lạnh) tại máy nén: Tủ lạnh có một máy nén (4) dùng để nén môi chất làm lạnh lên áp suất cao và nhiệt độ cao, lúc này trạng thái môi chất ở thể khí.

B2. Ngưng tụ tại dàn nóng (1) Sau khi đi qua máy nén, môi chất được đẩy tới dàn nóng tại đây môi chất ở áp suất và nhiệt độ cao được không khí làm mát và ngưng tụ thành chất lỏng có áp suất cao và nhiệt độ thấp. Tại đây diễn ra quá trình tỏa nhiệt để ngưng tụ, chính vì vậy khi bạn sờ tay vào bên hông tủ nơi đặt dàn ngưng tụ bạn sẽ cảm thấy nóng.

B3. Dãn nở (2) Tiếp theo môi chất lỏng ở áp suất cao đi qua thiết bị dãn nở (3) (Van tiết lưu) dưới tác dụng của van tiết lưu môi chất biến từ áp suất cao và nhiệt độ thấp thành áp suất thấp và nhiệt độ thấp

B4. Hóa hơi tại dàn lạnh (3) ở đây môi chất lạnh nhận nhiệt nóng từ không khí trong tủ lạnh để hóa hơi, trong quá trình hóa hơi môi chất sẽ thu nhiệt của không khí trong tủ lạnh và làm lạnh môi trường trong tủ lạnh. Sau khi hóa hơi thì môi chất lạnh ( khí gas) sẽ trở về máy nén để tiếp tục một chu kỳ mới.

(Nguồn: Internet)​

P/s: Vả lại, nguyên lí kia nói nhiệt không thể tự truyền từ 1 vật sang 1 vật khác nóng hơn

 

[congratulation11]

3 bài tiếp nhé!

3 Bài trước có vẻ dễ nhỉ , hôm nay tớ đăng thêm 3 bài mới, ừ có vẻ khó hơn 1 tí thôi...

Bài 4: Một bình cầu kín cách nhiệt, thể tích 100 lít, có $5g$ khí $H_2$, và $12g$ khí $O_2$. Người ta đốt cháy hỗn hợp khí trong bình. Biết khi có 1 mol hơi nước được tạo thành trong phản ứng thì có một lượng nhiệt là $2,4.10^5 J$ toả ra. Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp khí là $20^oC$, nhiệt dung riêng đẳng tích của $H_2$là $14300J/kg.K$, của hơi nước là $2100J/kg.K$. Sau phản ứng, hơi nước không bị ngưng tụ. Tính áp suất trong bình sau phản ứng.

Bài 5: Một xi lanh thẳng đứng tiết diện $100cm^2$ chứa khí ở $27^oC$, được đậy bơi pittong nhẹ, cách đáy $60cm$. Trên pitton có đặt một vật nặng khối lượng $100kg$. Đốt nóng khí thêm $50^oC$. Tính công do khí thực hiện. Cho áp suất khí quyển là $10^5Pa$; $g=10m/s^2$.

Bài 6: $2,2g$ khí $CO_2$ dãn nở đẳng áp, tăng nhiệt độ thêm $\Delta t=200^oC$. Tính:
a) Công do khí thực hiện
b) Nhiệt lượng mà khí đã nhận được
c) Độ biến thiên nội năng cua khí.

 

[leduydon]

Cho mình hỏi được không ạk
Biểu thức của nguyên lí I nhiệt động lực học áp dụng cho quá trình NÉN KHÍ LÍ TƯỞNG ĐẲNG NHIỆT là gì

Và cái bài này thì mình sẽ phải làm gì??

 

[congratulation11]

Cho mình hỏi được không ạk
Biểu thức của nguyên lí I nhiệt động lực học áp dụng cho quá trình NÉN KHÍ LÍ TƯỞNG ĐẲNG NHIỆT là gì

Và cái bài này thì mình sẽ phải làm gì??

Bạn hỏi rõ hơn được không. Tớ không hiểu câu hỏi cúa bạn lắm!

 

[leduydon]

Đề bài như thế này
Biểu thức nào dưới đây là biểu thức của nguyên lí I nhiệt động lực học áp dụng cho quá trình nén khí lí tưởng đẳng nhiệt
A.độ biến thiên nội năng= Q+A với A>0
B.độ biến thiên nội năng=Q + A với A<0
C. Q=-A với Q>0
D. Q=-A với Q<0

 

[congratulation11]

Đề bài như thế này
Biểu thức nào dưới đây là biểu thức của nguyên lí I nhiệt động lực học áp dụng cho quá trình nén khí lí tưởng đẳng nhiệt
A.độ biến thiên nội năng= Q+A với A>0
B.độ biến thiên nội năng=Q + A với A<0
C. Q=-A với Q>0
D. Q=-A với Q<0

Chọn D. Đọc kĩ phần lí thuyết trên kia là có ngay câu trả lời nhé!

 

[leduydon]

nung nóng đẳng áp 140g khí nitơ thì nhiệt độ khối khí tăng thêm 400 độ C. công khối khí thực hiện?

 

[congratulation11]

Áp dụng PT Clapayron Mendeleep, ta có:

$P.V_1=R.n.T_1 \\ P.V_2=R.n.T_2$

Lấy hai PT trên trừ theo vế cho nhau, ta được:

$P.\Delta V=R.n.\Delta T \ \ \text{.Tức là:} P.(V_2-V_1)=Rn.(T_2-T_1)$

Mà $A=P(V_1-V_2)=-P.\Delta V$

$\Delta T$ đề đã cho; $n$ tính được thông qua khối lượng cúa chất khí.

Thay số vào là có ngay kết quả!