zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Trung học phổ thông

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

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

24
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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

Chương 8: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Chủ đề 1: Cơ sở nhiệt động lực học Chủ đề 2: Các nguyên lý nhiệt động lực học Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187
I. 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 HỌC II. 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 HỌC II. 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
Chủ đề 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD5: Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện công 2kJ. a. Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng mà nó truyền cho nguồn lạnh. b. Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất động cơ đạt 25%? HD. a. Hiệu suất của động cơ: T1 − T2 373 − 298, 4 H = = = 0, 2 = 2% T1 373 - Suy ra, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng là: A Q 1 = = 10kJ H - Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguồn lạnh: Q2 = Q1 – A = 8kJ b. Nhiệt độ của nguồn nóng để có hiệu suất 25%. T2 T2 298, 4 H / = 1− ⇒ T1/ = = = 398K ⇒ t = T1/ − 273 = 125o C . T1 / 1− H / 1 − 0,25 Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187
Chủ đề 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD6: Một máy hơi nước có công suất 25KW, nhiệt độ nguồn nóng là t1 = 2200C, nguồn lạnh là t2 = 620C. Biết hiệu suất của động cơ này bằng 2/3 lần hiệu suất lí tưởng ứng với 2 nhiệt độ trên. Tính lượng than tiêu thụ trong thời gian 5 giờ. Biết năng suất tỏa nhiệt của than là q = 34.106J/kg HD. T −T 1 2 - Hiệu suất cực đại của máy là: H Max = T = 0,32 1 - Hiệu suất thực của máy là: H = 2/3HMax = 2/3.0,32 = 0,21 - Công của máy thực hiện trong 5h: A =P.t - Nhiệt lượng mà nguồn nóng của máy nhận là: A A P.t H= ⇒ Q1 = = = 2,14.19 9 J Q1 H H - Khối lượng than cần sử dụng trong 5h là: Q m = 1 = 62,9kg q Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187
Chủ đề 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÍ DỤ MINH HOẠ VD7. Một động cơ nhiệt có hiệu suất 25%, công suất 30 kW. Tính nhiệt lượng mà nó tỏa ra cho nguồn lạnh trong 5 giờ làm việc liên tục. HD. Hiệu suất động cơ: H = | A | Q1 − | Q2 | = Q1 = | A| = P .t Q1 Q1 H H P .t 7 |Q2| = Q1(1 – H) = (1 – H) = 162.10 J. H VD8. Tính công suất của một động cơ ôtô nếu trong thời gian 4 giờ chạy liên tục ôtô tiêu thụ hết 60 lít xăng. Biết hiệu suất của động cơ là 32%, năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 0,7 kg/dm3. HD. Nhiệt lượng cung cấp khi xăng cháy hết: Q1 = V.D.q = 1932.106J. Công động cơ thực hiện được: A = Q1H = 618,24.106 J. Công suất của động cơ: P = A = 42,9.103 W = 42,9 kW. t Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187
Chủ đề 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC II. CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1. Người ta thực hiện công 200 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 40 J. Đs. ∆U = 160 J. 6 Câu 2. Khi truyền nhiệt lượng 6.10 J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit-tông làm thể tích của khí tăng thêm 0,5 m3. Tính độ biến thiên nội năng của khí. Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và coi áp suất này không đổi trong quá trình khí thực hiện công. Đs. ∆U = 2.106 J. Câu 3. Một lượng khí lí tưởng chứa trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Các thông số trạng thái ban đầu của khí là 10 dm3; 100 kPa; 300 K. Khí được làm lạnh theo một quá trình đẵng áp tới khi thể tích còn 6 dm3. Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí và tính công mà chất khí thực hiện được. Đs. T2 = 180 K ; A = p∆V = 400 J. Câu 4. Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong xilanh nằm ngang. Chất khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xilanh có độ lớn là 20 N. Đs. ∆U = Q – Fs = 0,5 J. Câu 5. Một khối khí lí tưởng chứa trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Lúc đầu khối khí có thể tích 20 dm3, áp suất 2.105 Pa. Khối khí được làm lạnh đẵng áp cho đến khi thể tích còn 16 dm3. Tính công mà khối khí thực hiện được. Vu Dinh Hoang - lophocthem.com -Đs. 800 J. vuhoangbg@gmail.com - 01689.996.187

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.