Bài tập nhiệt-quang học và vật lý lượng tử môn Vật lý đại cương 2 | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

Phần Nhiệt học
Bài 1. Một bình chứa 160 gam khí oxy được nung nóng từ nhiệt độ 10OC đến 60OC. Tìm nhiệt
lượng mà khí nhận được và độ biến thiên nội năng của khối khí trong hai quá trình: a. Đẳng tích b. Đẳng áp
Bài 2: Một bình kín giãn nở kém chứa 14g khí Ni tơ ở áp suất 1at và nhiệt độ 27oC. Sau khi hơ
nóng, áp suất trong bình lên tới 5at. Hãy tìm:
a. Nhiệt độ của khí sau khi hơ nóng?
b. Thể tích của bình và độ tăng nội năng của khí?
Bài 3. Một bình chứa 6,5 g hydro ở nhiệt độ 27oC, nhận nhiệt lượng giãn nở gấp đôi trong điều
kiện áp suất không đổi.Tính : a. Công mà khí sinh ra
b. Độ biến thiên nội năng của khối khí
c. Nhiệt lượng đã cung cấp cho khối khí
Bài 4. Có 20g khí ô xy nhiệt độ 100C và áp suất 1,5at. Hơ nóng đẳng áp cho khối khí giãn nở
đến thể tích V2 = 15 lit. Hãy tim:
a. Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí.
b. Độ biến thiên nội năng của khối khí.
c. Công của khối khí sinh ra khi giãn nở.
Câu 5: Một bình kín chứa 14g khí ôxy ở nhiệt độ 270C và áp suất 1at. Cho biết khối lượng của
một mol khí μO2 = 32 g/mol. Hãy tìm:
a. Thể tích của khối khí.
b. Giãn nở đẳng nhiệt sao cho thể tích tăng lên 2 lần. Tìm áp suất sau giãn và công do khối khí giãn nở sinh ra.
Câu 6. Nén 10g khí O2 từ điều kiện tiêu chuẩn đến thể tích 4 lít. Tìm:
a. Áp suất và nhiệt độ của khối khí sau mỗi quá trình nén đẳng nhiệt và đoạn nhiệt
b. Công cần thiết để nén khí trong mỗi trường hợp. Từ đó, suy ra nên nén theo cách nào thì lợi hơn.
Câu 7: Một khối khí Nitơ áp suất P1 = 1at có thể tích V1 = 10 lít được giãn nở tới thể tích gấp
đôi. Tìm áp suất cuối cùng và công do khí sinh ra nếu quá trình đó là: a. Đẳng áp. b. Đẳng nhiệt. c. Đoạn nhiệt.
Câu 8: Một động cơ nhiệt lý tưởng làm việc theo chu trình Carnot có công suất P = 73600W.
Nhiệt độ của nguồn nóng là 1000C, của nguồn lạnh là 00C. Hãy tính:
a. Hiệu suất của động cơ?
b. Nhiệt lượng mà tác nhân nhận của nguồn nóng trong một phút.
c. Nhiệt lượng mà tác nhân tỏa ra cho nguồn lạnh trong một phút.
BÀI TẬP VẬT LÝ 2: NHIỆT-QUANG HỌC VÀ VẬT LÝ LƯỢNG TỬ
Câu 9: Một máy nhiệt lý tưởng, hoạt động theo chu trình Các nô, có nguồn nóng ở nhiệt độ
1170 C và nguồn lạnh ở 270 C. Máy nhận của nguồn nóng là 63 000 cal. Tính: a. Hiệu suất của máy.
b. Nhiệt lượng nhả cho nguồn lạnh trong 1 giây và tìm công suất của máy.
Câu 10: Một động cơ nhiệt làm việc theo chu trình Carnot, có công suất P = 500W. Nhiệt độ
của nguồn nóng là 227oC, nhiệt độ của nguồn lạnh là 27oC. Tính nhiệt lượng mà tác nhân nhả
cho nguồn lạnh trong 5 giây.
Câu 11: Một động cơ nhiệt lý tưởng làm việc theo chu trình Carnot, nhiệt độ của nguồn nóng
và nguồn lạnh là 127oC và 27oC. Động cơ nhận của nguồn nóng nhiệt lượng 6300 J trong mỗi
giây. a. Tìm hiệu suất của động cơ.
b. Tính công suất của động cơ.
Câu 12: Một động cơ nhiệt lý tưởng chạy theo chu trình Các nô, nhả cho nguồn lạnh 80% nhiệt
lượng nó thu được của nguồn nóng. Nhiệt lương thu được trong một chu trình là 1,5 kcal. Tìm:
a. Hiệu suất của chu trình Các nô nói trên.
b. Công mà động cơ sinh ra trong một chu trình.
Phần Quang học - Quang lượng tử và Cơ học lượng tử
Câu 13: Chiếu một chùm sáng song song và thẳng góc với mặt dưới của một nêm không khí.
Ánh sáng tới có bước sóng  = 0,6 m. Tìm góc nghiêng của nêm biết rằng trên 1 cm dài của
mặt nêm, người ta quan sát thấy 10 vân giao thoa. Vẽ hình minh họa. ( Giải bài toán tương tự đối
với nêm thủy tinh có chiết suất n = 1,5).
Câu 14: Chiếu một chùm tia sáng song song ( = 0,6 m) lên một màng xà phòng (chiết suất
bằng 1,3) dưới góc tới 300 . Hỏi bề dày nhỏ nhất của màng phải bằng bao nhiêu để chùm tia phản xạ có:
a. Cường độ sáng cực tiểu.
b. Cường độ sáng cực đại.
Câu 15: Chiếu một chùm tia sáng đơn sắc song song và thẳng góc với bản thủy tinh phẳng của
một hệ thống cho vân tròn Niutơn. Đường kính của vân tối thứ tư đo được d4 = 9 mm (coi tâm
của hệ thống là vân tối thứ không).
a. Tìm công thức tính bán kính vân tối thứ k.
b. Tìm bước sóng của ánh sáng tới biết rằng bán kính của mặt lồi thấu kính là R = 8,6 m, giữa
thấu kính và bản thủy tinh là không khí.
Câu 16: Chiếu một chùm tia sáng song song, đơn sắc theo phương vuông góc với bản thủy tinh
trong hệ thống vân tròn Niutơn và nghiên cứu hiện tượng giao thoa gây bởi chùm tia phản chiếu.
Bán kính của hai vân tối liên tiếp lần lượt là 4,00 mm và 4,38 mm. Bán kính mặt cong của thấu
kính là R = 6,4 m. Tìm số thứ tự của các vân và bước sóng ánh sáng tới.
Câu 17: Chiếu một chùm tia sáng đơn sắc song song, bước sóng  = 0,5 m, thẳng góc với một
lỗ tròn bán kính r = 1mm. Sau lỗ tròn có đặt một màn quan sát. Xác định khoảng cách lớn nhất
từ lỗ tròn trên đến màn quan sát để tâm của hình nhiễu xạ trên màn vẫn còn là một vệt tối.
BÀI TẬP VẬT LÝ 2: NHIỆT-QUANG HỌC VÀ VẬT LÝ LƯỢNG TỬ
Câu 18: Một màn ảnh được đặt cách một nguồn sáng điểm đơn sắc ( = 0,5 m) một khoảng 2
mét. Chính giữa khoảng ấy có đặt một lỗ tròn đường kính 0,2 cm. Hỏi hình nhiễu xạ trên màn
ảnh có tâm sáng hay tối ?
Câu 19: Một chùm tia sáng được rọi vuông góc với một cách tử. Biết rằng góc nhiễu xạ đối với
vạch quang phổ 1 = 0,65 m trong quang phổ bậc hai bằng 1 = 450. Xác định góc nhiễu xạ ứng
với vạch quang phổ  = 0,50 m trong quang phổ bậc ba.
Câu 20: Một chùm tia sáng phát ra từ một ống phóng điện chứa đầy khí Hydro tới đập vuông
góc với một cách tử nhiễu xạ. Theo phương  = 410 người ta quan sát thấy có hai vạch
1 = 0,6563 m và 2 = 0,4102 m ứng với bậc quang phổ bé nhất trùng nhau. Hãy xác định chu kỳ cách tử.
Câu 21: Chiếu một chùm ánh sáng song song, đơn sắc, bước sóng λ = 0,5m theo phương
vuông góc với một cách tử nhiễu xạ. Ngay sau cách tứ người ta đặt một thấu kính hội tụ có tiêu
cự f = 1,0 m để hứng chùm tia sáng lên màn E đặt tại tiêu diện của thấu kính. Khoảng cách giữa
hai vạch cực đại chính trong quang phổ bậc 1 bằng l = 2,02 m. Xác định:
a. Tìm chu kỳ cách tử và số vạch trên 1 cm của cách tử.
b. Tìm số vạch cực đại chính tối đa cho bởi cách tử và góc nhiều xạ ứng với quang phổ ngoài cùng.
Câu 22: Một lò nung có nhiệt độ 1000 K. Cửa sổ quan sát có diện tích 250 cm2. Xác định công suất bức xạ của lò:
a. Nếu coi lò là vật đen tuyệt đối.
b. Nếu hệ số hấp thụ của bề mặt cửa sổ quan sát α = 0,8.
Câu 23: Bề mặt của một kim loại nóng chảy có nhiệt độ T = 20000C, diện tích S = 20cm2. Hệ số
hấp thụ của bề mặt kim loại α = 0,8.
a. Tính năng lượng bức xạ toàn phần của bề mặt kim loại trong 1 phút nếu coi nó là vật đen tuyệt đối.
b. Tìm năng lượng bức xạ toàn phần của bề mặt kim loại đó trong 1 phút.
Câu 24: Công suất bức xạ của vật đen tuyệt đối bằng 105 kW. Tìm diện tích bức xạ của bề mặt
vật đó nếu bước sóng ứng với năng suất phát xạ cực đại bằng m = 0,50 m.
Câu 25: Tìm năng lượng do 1 cm2 bề mặt vật đen tuyệt đối phát ra trong 1 giây nếu bước sóng
ứng với năng suất phát xạ cực đại của nó bằng m = 0,50 m. Hết!