Giáo án ôn tập Vật Lí Lớp 10

huyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học - Vận dụng: có thể dùng nguyên lí II để giải thích nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt. Mỗi động cơ nhiệt đều phải có ba bộ phận cơ bản là: * Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng. * Bộ phận phát động gồm vật trung gian nhận nhiệt sinh công gọi là  tác nhân và các thiết bị phát động. * Nguồn lạnh để thu nhiệt do tác nhân toả ra. - Hiệu suất của động cơ nhiệt                     luôn nhỏ hơn 1. C. Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể 1. Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình + Chất rắn kết tinh - Cấu trúc tinh thể hay tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt chẽ với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian  xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. - Các đặc tính của chất rắn kết tinh a) Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc  tinh thể  không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng  cũng rất khác nhau b) Mỗi chất rắn kết tinh (ứng với một cấu trúc tinh thể) có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất  cho trước c) Các chất rắn kết tinh có thể là đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể + Chất rắn vô định hình - Chất rắn vô định hình là các chất không có cấu trúc tinh thể và do đó không có dạng hình học  xác định - Các chất rắn vô định hình có tính  đẳng hướng và  không có nhiệt độ nóng chảy (hoặc  đông đặc) xác định. Khi bị nung nóng, chúng mềm dần và chuyển sang thể lỏng. Một số chất rắn như lưu huỳnh, đường. .. có thể tồn tại ở dạng tinh thể hoặc vô định hình 2. Biến dạng cơ của vật rắn + Giới hạn đàn hồi: Giới hạn trong đó vật  rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó gọi là giới hạn đàn hồi + Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. với là tỉ số phụ thuộc chất liệu của vật rắn + Lực đàn hồi với gọi là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của vật rắn., đơn vị của độ cứng là Niu -Tơn trên mét (N/m) 3. Sự nở vì nhiệt của vật rắn + Sự nở dài: Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài (vì nhiệt) trong đó hệ số tỉ lệ gọi là hệ số nở dài. Giá trị của phụ thuộc chất liệu của vật rắn và đơn vị của hệ số nở dài là hay + Sự nở khối: Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối. Với và lần lượt là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối , còn là độ tăng nhiệt độ và gọi là hệ số nở khối, đơn vị của hệ số nở khối là hay . 4. Hiện tượng bề mặt của chất lỏng + Lực căng bề mặt:            ở đây hệ số tỉ lệ gọi là hệ số căng bề mặt và đơn vị của hệ số căng bề mặt là N/m Giá trị của phụ thuốc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng, nó giảm khi nhiệt độ tăng. + Hiện tượng dính ướt, hiện tượng không dính ướt a) Lấy hai bản thuỷ tinh, trong đó một bản để trần, một bản phủ lớp nilon. Nhỏ lên mặt của mỗi bản này một giọt nước. Nếu mặt bản nào bị dính ướt nước thì giọt nước sẽ lan rộng thành một hình có dạng bất kì. Nếu mặt bản nào không dính ướt  thì giọt nước sẽ vo tròn lại bà bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực b) Làm thí nghiệm với các chất lỏng  trong các bình chứa có bản chất khác nhau, ta quan sát thấy. Nếu thành bình bị dính ướt  thì phần bề mặt chất lỏng ở sát với thành bình sẽ bị kéo dịch xuống phía dưới một chút và có dạng mặt khum lồi Nếu thành binh không bị dính ướt  thì bề mặt chất lỏng  ở sát thành bình sẽ bị kéo dịch xuống phía dưới  một chút và có dạng mặt khum lồi + Hiện tượng mao dẫn: Hiện tượng mức chất lỏng bên trong các ống có đường kính trong nhỏ luôn dâng cao hơn , hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn. 5. Sự chuyển thể của các chất + Nhiệt nóng chảy Nhiệt lượng cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy của chất rắn đó, nhiệt nóng chảy Q tỉ lệ thuận với khối lượng m của chất rắn. Trong đó hệ số tỉ lệ gọi là nhiệt nóng chảy riêng. Giá trị của phụ thuộc vào bản chất của chất rắn nóng chảy, đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là + Sự bay hơi và sự ngưng tụ Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí (hơi) sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. + Sự sôi: Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở bên trong và trên bề mặt chất lỏng Nhiệt hóa hơi : Q = L.m L: Nhiệt hóa hơi riêng (J/kg). Phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng bay hơi m : khối lượng chất lỏng đã bay hơi II/ BÀI TẬP: A. Chất khí VD1: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích đến thể tích thì thấy áp suất tăng lên đến . Áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu ? Giải: Áp dụng định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt đối với lượng khí trong bài: VD2: Một lượng khí đựng trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là : 2 atm, 15 lít, 300 K. Khi pit-tông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít. Xác định nhiệt độ của khí nén. Giải: Baøi taäp töï giaûi BT1: Trước khi nén, hổn hợp khí trong xilanh một động cơ có áp suất 1atm, nhiệt độ . Sau khi nén, thể tích giảm đi 6 lần, áp suất là 10atm. Tìm nhiệt độ sau khi nén BT2: Một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình lên tới . Áp suất không khí trong bình là bao nhiêu? Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể. BT3: Người ta điều chế khí hiđrô và chứa vào một bình lớn dưới áp suất 1 atm, ở nhiệt độ . Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn ra để nạp vào một bình nhỏ thể tích 20 lít dưới áp suất 25 atm. Coi nhiệt độ không đổi. B. Cơ sở của nhiệt động lực học VD: Một bình nhôm có khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ . Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới . Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là ; của nước là ; của sắt là . Giải: Tóm tắt: Giải: Nhiệt lượng thu vào là: Nhiệt lượng tỏa ra là: Mặt khác, ta có: =>   hay : 6900 - 92t = 953,24t - 19664,8 Giải ra ta được Baøi taäp töï giaûi BT1: Để xác định nhiệt độ của một cái lò, người ta đưa vào lò một miếng sắt khối lượng 22,3 g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào một nhiệt lượng kế chứa 450 g nước ở nhiệt độ . Nhiệt độ của nước tăng lên tới Xác định nhiệt độ của lò. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/(kg.K), của nước là 4180 J/(kg.K) BT2: Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50 g ở nhiệt độ vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần để làm cho vật nóng thêm lên ) là 50 J/K chứa 100 g nước ở . Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt đọ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt trong nhiệt lượng kế là . Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của kẽm là 337 J/(kg.K), của chì là 126 J/(kg.K), của nước là 4180 J/(kg.K) BT3: Người ta thả một cục nước đá ở vào một chiếc cốc bằng đồng có khối lượng 0,200 kg của nhiệt lượng kế, trong cốc đồng đang đựng 0,700 kg nước ở . Khi cục nước đá vừa tan hết thì nước trong cốc đồng có nhiệt độ là và khối lượng của nước là 380 J/(kg.K) và của nước là 4180 J/(kg.K). Bỏ qua sự mất mát nhiệt do nhiệt truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế. C. Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể VD1 : Một thanh xà ngang bằng thép dài 5,0m có tiết diện . Hai đầu của thanh xà được gắn chặt vào hai bức tường đối diện. Hãy tính áp lực do thanh xà tác dụng lên các bức tường khi thanh xà dãn thêm 1,2mm do nhiệt độ của nó tăng. Thép có suất đàn hồi . Bỏ qua biến dạng của các bức tường Giải: Vì hai bức tường cố định nên khoảng cách giữa chúng không đổi. Khi nhiệt độ tăng thì thanh xà nở dài thêm một đoạn . Do đó thanh xà sẽ tác dụng lên hai bức tường một lực có cường độ tính theo định luật Húc: VD2: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một cục nước đá có khối lượng 100 g ở . Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là Giải: Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một cục nước đá có khối lượng 100g ở bằng : Baøi taäp töï giaûi BT1: Kéo căng một sợi dây thép có chiều dài ,tiết diện thẳng bằng một lực ta thấy dây thép dài thêm  .Tính suất đàn hồi của thép BT2: Tính áp lực cần đặt vào hai đầu một thanh thép có tiết diện ngang để độ dài của nó giữ nguyên không thay đổi khi nhiệt  độ của nó tăng từ   lên đến .Cho biết hệ số nở dài của thép là   và suất đàn hồi của thép là BT3: Tính nhiệt lượng cân cung cấp để biến đổi 6,0 kg nước đá ở thành hơi nước ở . Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là . Nhiệt dung riêng của nước đá là 2090  J/(kg.K). Nhiệt dung riêng của nước là 4180  J/(kg.K). Nhiệt hóa hơi riêng của nước là BT4: Tại tâm của một đĩa tròn bằng sắt có một lỗ thủng. Đường kính lỗ thủng ở bằng 4,99 mm. Tính nhiệt độ cần phải nung nóng đĩa sắt để có thể bỏ vừa lọt qua lỗ thủng của nó một viên bi sắt đường kính 5,00 mm ở cùng nhiệt độ đó? Hệ số nở dài của sắt là PHÂN PHỐI CHƯƠNG TRÌNH ÔN TẬP VẬT LÝ 10 STT Tiết Nội dung Phần I: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM (6 Tiết) 1 1 Chuyển động thẳng đều 2 2+3+4 Chuyển động thẳng biến đổi đều 3 5 Sự rơi tự do 4 6 Chuyển động tròn đều. Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc Phần II : ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (7 Tiết) 5 7 Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm 6 8+9 Ba định luật Niu-tơn 7 10 Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn 8 11+12 Lực đàn hồi. Lực ma sát. Lực hướng tâm 9 13 Chuyển động ném ngang Phần III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN (2 Tiết) 10 14+15 Cân bằng và chuyển động của vật rắn Phần IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN (7 Tiết) 11 16+17 Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng 12 18 Công và công suất 13 19+20+21+22 Động năng, thế năng và cơ năng Phần V : NHIỆT HỌC (6 Tiết) 14 23+24+25 Chất khí 15 26 Cơ sở của nhiệt động lực học 16 27+28 Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể