Vật lí 10 Tổng hợp những điều quan trọng chương Cơ sở của nhiệt động lực học

[Deathheart]

[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.

Xin chào cả nhà, sau một khoảng thời gian suy xét, BQT box Vật Lí quyết định tạo Topic [Vật lí] Tổng hợp những điều quan trọng Nghe có vẻ lạ lẫm và mọi người chưa hình dung được là nó để làm gì đúng không nào? Mình sẽ nói cụ thể cho mọi người hình dung nhé

Như các bạn đã biết trong mỗi box nhỏ (VD trong phần Vật Lí 12 thì Dao động cơ gọi là 1 box nhỏ ) thường có các bài/ topic quan trọng như tổng hợp kiến thức, chuyên đề, kỹ năng được ghim lên cao để cho không bị trôi và mọi người dễ dàng xem, tìm kiếm. Sau lần quy hoạch lại BOX vừa rồi thì đã có một vài thay đổi lớn. Chúng ta có thêm 1 BOX siêu to khổng lồ và chất lượng là "TÀI LIỆU VẬT LÍ" cập nhật tài liệu từ cơ bản đến nâng cao, ôn thi hsg, thi chuyên, thi THPTQG và đặc biệt là tổng hợp tất cả các loại đề thi cho các bạn tha hồ luyện tập. Những topic ghim cũ đã được di chuyển đến BOX mới vậy câu hỏi đặt ra là vậy topic ghim này lập ra để làm gì? Mình sẽ trả lời ngay đây:

Mục đích:

• Hệ thống lại những dạng cơ bản hay gặp, những thắc mắc thường xuyên của thành viên
• Hệ thống những câu hỏi hay, bài tập lạ, thú vị của thành viên
• Dễ tìm kiếm (vào box nhỏ là mọi người thấy ngay ở đầu trang rồi )
• Phần mở rộng kiến thức (nếu có) mà BQT cập nhật

Nội dung topic:

• Tổng hợp những câu hỏi thường gặp để giải đáp
• Những bài tập lạ, khó, hiếm
• Các phần lưu ý khi học phần kiến thức ở box nhỏ được ghim
• Kiến thức mở của box nhỏ được ghim
• Những mục đích phát sinh khác

Hoạt động:

• BQT box được phân công phụ trách quản lí
• Thành viên không được trả lời tại topic này
• Topic cập nhật thường xuyên theo từng thời kì

Mọi trao đổi góp ý về nội dung thắc mắc tại đây: [Vật lí] Góp ý về nội dung Topic ghim ở box nhỏ

 

[Deathheart]

Một bình nhiệt lượng kế bằng thép khối lượng 0,1 kg chứa 0,5 kg nước ở nhiệt độ 15 độ C. Người ta thả một miếng chì và một miếng nhôm có tổng khối lượng 0,15 kg và nhiệt độ 100 độ C vào nhiệt lượng kế. Kết quả là nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế tăng lên đến 17 độ C. Xác định khối lượng của miếng chì và miếng nhôm.
Cho biết nhiệt dung riêng của chì là 127,7 J/(kg.K), của nhôm là 836 J/(kg.K), của sắt là 460 J/(kg.K). Bỏ qua sự mất mát nhiệt ra bên ngoài.

Spoiler: Bài giải

Gọi m1, C1 lần lượt là khối lượng và nhiệt dung riêng của Nhiệt lượng kế bằng thép
m2, C2 lần lượt là khối lượng và NDR của nước
m3, C3 lần lượt là khối lượng và NDR của miếng nhôm
m4, C4 lần lượt là khối lượng và NDR của miếng chì
t1 là nhiệt độ của cả nhiệt lượng kế và nước
t2 là nhiệt độ của cả miếng chì và miếng nhôm
t là nhiệt độ cân bằng
m3+m4=M=0,15 kg
Theo pt cân bằng nhiệt ta có:
Qtỏa=Qthu
hay m3.C3(t2-t) + m4.C4(t2-t)=m1.C1(t-t1)+m2.C2(t-t1)
<=> m3.C3(t2-t) + (M-m3).C4(t2-t)=m1.C1(t-t1)+m2.C2(t-t1)
Thế số vào ta được m3 xấp xỉ0,104 kg
m4=M-m3=0,15-0,104 xấp xỉ 0,046 kg

Một thanh kẽm có chiều dài 50 cm ở nhiệt độ 0 độ C. Tính chiều dài của thanh sắt ở 0 độ C để khi ở nhiệt độ 90 độ C thì 2 thanh có chiều dài bằng nhau. Biết hệ số nở dài của sắt là 1,14.10^-5 K -1, hệ số nở dài của kẽm là 3,1.10^-5 K^-1

Spoiler: Bài giải

Chiều dài thanh kẽm ở [tex]90^{0}C[/tex] là [tex]l_{k}=l_{0k}.(1+\alpha _{k}(t-t_{0}))[/tex]=50,1395 (cm)
Chiều dài thanh sắt là: [tex]l_{s}=l_{k}=50,1395[/tex](cm)
Chiều dài thanh sắt ở [tex]0^{0}C[/tex] là [tex]l'_{s}=l_{s}.(1+\alpha _{s}(t_{0}-t))[/tex] [tex]\approx 50,088 (cm)[/tex]

Hai bình giống nhau nối bằng ống có khóa. Bình I chứa một lượng khí có p= 10^5 N/m2, t1 = 27oC. Bình II chứa cùng loại khí, cùng áp suất nhưng có t2 = 227oC. Mở khoábcho hai bình thông nhau. Hỏi:
a) nhiệt độ khí cân bằng?
b) áp suất khí sau khi cân bằng?

Spoiler: Phương pháp giải

a) cân = nhiệt
Q tỏa =Q thu
[tex]m1.c(tcb-t1)=m2.c(t2-tcb)[/tex]
[tex]m1=M.n1=\frac{pV}{T1}[/tex]
tương tự vs m2=n2.M
=> tcb
b) [tex]pcb.2V=(n1+n2)R.Tcb[/tex]
thay cái n1 vs n2 vào rút V đi là ra

Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ [tex]8,4^{o}C[/tex]. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới [tex]100^{o}C[/tex] vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là [tex]21,5^{o}C[/tex].
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là [tex]0,128.10^{3} J/(kg.K)[/tex].

Spoiler: Bài giải

128g=0,128kg; 210g=0,21kg; 192g=0,192kg
Áp dụng định luật bảo toàn nhiệt lượng có:
Qthu=Qtỏa
<=> (cCu.mCu+cH20.mH2O).[tex]\Delta t1[/tex] =cKL.mKL.[tex]\Delta t2[/tex]
<=> (128.0,128+ 4200.0,21)(21,5-8,4)= cKL.0,192.(100-21,5)
Giải pt tìm được cKL (=780,84 J/(Kg.K)

Mọi ng cho mình hỏi rõ thêm về nội năng và nhiệt lượng dc ko ạ. Mình biết định nghĩa nhưng ko hiểu cho lắm về cách thức cg như hình dung về nó như thế nào cho chính xác, nhiệt lượng có giống như nhiệt ko, tại sao khi cọ xát thì lại do nội năng thây đổi,...

Spoiler: Thảo luận

Để dễ hình dung thì nên dựa vào lí thuyết một chút.
- nội năng của vật là tổng động năng và thế năng năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
vậy động năng là gì ? thế năng là gì ? giữa các phân tử luôn có khoảng cách mà chúng thì luôn chuyển động : Động năng là cơ năng do vật chuyển động mà có,thế năng là cơ năng của vật phụ thuộc vào độ cao,khối lượng.
Vậy cứ hiểu nội năng là một cái tổng,cái tổng đó bằng động năng cộng thế năng
- VD cho dễ hình dung : mình nấu một ấm nước,nó sôi lên,biến từ dạng lỏng sang dạng khí,ngoài ra khí thì ta có nội năng,nếu khí đó đẩy cái nắp ấm rơi thì mình nói nội năng đã chuyển hóa thành cơ năng.
- còn nhiệt lượng thì đơn giản hơn,cứ hiểu như : thả 1 cục đá xuống 1 ly nước nóng,nhiệt của ly nước nóng lớn hơn nhiệt cục đá nên nó truyền vào cục đá,cái nhiệt mà ly nước nóng truyền đó gọi là nhiệt lượng.

- Vật chất luôn vận động và năng lượng của hệ là một đại lượng xác định mức độ vận động của vật chất trong hệ. Ở mỗi trạng thái, hệ có các dạng vận động xác định và có 1 năng lượng xác định. Khi trạng thái đó thay đổi thì năng lượng của hệ thay đổi và chỉ phụ thuộc vào 2 trạng thái đầu-cuối và là 1 hàm trạng thái. Giống như vậy, nội năng cũng là một hàm trạng thái (tức là chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ). Khi cọ xát tức là đã thay đổi trạng thái của hệ, dẫn đến nội năng thay đổi (nội năng thay đổi thì nhớ đến 2 loại là truyền nhiệt và tác dụng công nhé). Trong nhiệt động học người ta chỉ quan tâm đến độ biến thiên nội năng delta U thôi chứ không quan tâm đến bản thân U đâu.
- Còn nhiệt là 1 phần năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất, nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi, và là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt (delta U = Q) đối với một hệ cô lập nhé.
- Về tiêu đề thì 1 là cho nó vào box Hóa, 2 là Lí đại cương nhé

Về bản chất, nội năng có thể chia thành các phần sau:
- động năng tịnh tiến và dộng năng quay (động năng chuyển động hỗn loạn của các phân tử trong hệ).
- thế năng gây ra bởi các lực tương tác phân tử.
- năng lượng của các vỏ điện tử của các nguyên tử và ion, năng lượng trong hạt nhân nguyên tử
- động năng và thế năng chuyển động dao động của các nguyên tử trong phân tử.
Nhìn chung thì cái gì cũng có nội năng cả, dù ít hay nhiều.

Mình sẽ giải thích đơn giản hơn xíu nữa.

Nội năng là năng lượng trong bản thân mỗi vật. Vật nào có nhiệt độ lớn hơn độ không tuyệt đối thì là có nội năng.

Nhiệt lượng cũng là 1 khái niệm tương đồng, nhưng nó hay được dùng để chỉ lượng tăng hay giảm của nội năng khi truyền - nhận với các vật khác.