Đề cương cơ sở vật lí - Cơ sở Vật lí | Đại học Sư Phạm Hà Nội

Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
Đề cương cơ sở vật lí 2
I. Tóm tắt lý thuyết
1. Chương 19: Nhiệt độ và định thứ 0 của NĐLH
- Nhiệt giai Kelvin, Celcius và Fahrenheit: + TK = TC + 273,15 (K) + TF = 1,8.TC + 32 ()
- Sự nở vì nhiệt của các chất:
+ Nếu nhiệt độ của một thanh kim loại độ dài L tăng lên một lượng T thì độ dài của nó
tăng lên một lượng L = αLT
+ Nếu nhiệt độ của một chất rắng hoặc một chất lỏng có thể tích là V tăng lên một
lượng T thì thể tích của nó tăng lên một lượng V = ßVT, một cách gần đúng ta có ß = 3α.
2. Chương 20: Nhiệt và định lí thứ nhất của NĐLH
- Nhiệt dung, nhiệt dung riêng và nhiệt dung mol
+ Nhiệt dung là nhiệt lượng cần thiết để một vật biến thiên nhiệt độ một lượng
T = 1 K, hay nhiệt lượng Q = T
+ Nhiệt dung c là nhiệt lượng cần thiết để một đơn bị khối lượng một chất biến thiên
nhiệt độ một lượng T = 1 K, hay nhiệt lượng Q = mcT
+ Nhiệt dung C là nhiệt lượng cần thiết để một mol một chất biến thiên nhiệt độ một
lượng T = 1 K, hay nhiệt lượng Q = nCT + Mối liên hệ: = mc = nC - Công ra trong một quá trình: SINH - Nội năng: U = nCvT
- Phương trình trạng thái của khí lý tưởng:
- Định luật Boyler-Mariotte: Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của
một lượng khí xác định là một hằng số (T = const ):
- Định luật Charles: Áp suất của một lượng khí có thể tích không đổi (hay là thực hiện
quá trình đẳng tích) V = const thì tỉ lệ thuận với nhiệt độ của khí. Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
- Định luật Gay-Lussac: Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi p = const
tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối T của khí.
- Xét một lượng khí có khối lượng m, khối lượng mol của chất khí là µ. Số mol ν chứa
trong lượng khí đó là = m/µ. Áp suất p, thể tích V , nhiệt độ T của chất khí đó tuân
theo phương trình Claperon – Mendelev:
với R = 8; 31J=mol · K là hằng số của các khí. Người ta đặt:
và gọi là hằng số Boltzmann. Ta có: p = nkT với n là mật độ phân tử n = N/V.
- Mở rộng_Phương trình trạng thái của khí thực: Phương trình C-M là đúng đối với
khí lí tưởng, và gần đúng với khí thực ở nhiệt độ không quá thấp và áp suất không quá
cao. Vậy đối với một lượng khí thực có khối lượng m và khối lượng mol µ, ta sẽ sử
dụng phương trình Van der Waals:
Trong phương trình này có thêm hai hằng số a và b, hai hằng số này phụ thuộc vào loại khí thực mà ta xét.
- Nguyên lí thứ nhất của NĐLH:
Phát biểu nguyên lý: Trong một quá trình biến đổi của hệ, nhiệt lượng Q mà khí nhận
được làm biến đổi nội năng ∆U và hệ sinh công A
Trong trường hợp khí nhận công và nhận nhiệt thì tổng nhiệt lượng Q và công A’ mà
hệ nhận được bằng độ tăng nội năng ∆U của hệ: Như vậy A = - A’
- Nhiệt dung mol đẳng tích và nhiệt dung mol đẳng áp:
+ Nhiệt dung mol đẳng tích
+ Nhiệt dung mol đẳng áp: + Hệ thức Mayer:
Trong đó i là số bậc tự do của chất khí: Đối với khi đơn nguyên tử như He chẳng hạn
thì i = 3, khí lưỡng nguyên tử như H2, O2,N ,….thì i = 5 và với cá 2 c khí đa nguyên tử như CO2, NO2,… thì i = 6. Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
- Công khí sinh ra, nhiệt lượng nhận được và độ biến thiên nội năng của một vài quá trình cụ thể: + Đẳng áp: + Đẳng tích: + Đẳng nhiệt: - Quá trình đoạn nhiệt: + Hệ số đoạn nhiệt
+ Các phương trình đoạn nhiệt + Năng lượng:
- Truyền nhiệt: Nhiệt lượng truyền qua tiết diện dS trong thời gian dt được cho bởi hệ thức
trong đó là hệ số truyền nhiệt
- Điện trở nhiệt của một thanh có chiều dày L Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
3. Chương 21: Thuyết động học phân tử chất khí
- Áp suất, nhiệt độ và vận tốc phân tử
+ Áp suất tác dụng bởi n mol khí lí tưởng, theo vận tốc các phân tử của nó là
Ở đây vrms = là tốc độ căn quân phương của các phân tử.
- Nhiệt độ và động năng
Động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí lý tưởn là
- Để đặc trưng cho tốc độ chuyển động nhiệt của tập hợp N phân tử khí, kí hiệu từ 1 2, ,
… tới N, có tốc độ lần lượt là v1, v2,… vN, người ta đưa vào khái niệm tốc độ trung bình:
- Quãng đường tự do trung bình
trong đó giả thiết phân tử hình cầu có đường kính d
- Vận tốc có xác suất lớn nhất
4. Chương 22: Nguyên lý thứ hai của NĐLH - Phát biểu nguyên lý II
+ Phát biểu của Claudius: Không thể thực hiện được một quá trình truyền toàn bộ một
nhiệt lượng dương từ một vật lạnh hơn sang vật nóng hơn mà đồng thời không có biến
đổi nào dó trong các vật ấy hoặc trong môi trường xung quanh.
+ Phát biểu của Thomson: Không thể chế tạo được động cơ hoạt động tuần hoàn, biến
đổi liên tục nhiệt thành công, chỉ bằng cách làm lạnh một vật mà đồng thời không xảy
ra một biến đổi nào đó trong hệ hoặc trong môi trường xung quanh. - Hiệu suất, hiệu năng
+ Hiệu suất của động cơ nhiệt:
với Q1 là nhiệt nhận được từ nguồn nóng, là công khí sinh ra, là nhiệt lượng truyền cho nguồn lạnh.
+ Hiệu năng của máy lạnh: Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
với Q2 > 0 là nhiệt lượng nhận từ nguồn lạnh, nhả nhiệt lượng cho nguồn nóng và
nhận một công A > 0 từ bên ngoài.
- Hiệu năng bơm nhiệt lượng:
với là nhiệt lượng cấp cho nguồn nóng, A là công thực hiện và Q2 là nhiệt lấy đi từ nguồn lạnh. - Định lí Carnot
+ Hiệu suất của các động cơ nhiệt thuận nghịch, với cùng nguồn nóng và cùng nguồn
lạnh, thì bằng nhau và không phụ thuộc vào tác nhân cũng như kết cấu của động cơ.
+ Hiệu suất của các động cơ nhiệt không thuận nghịch thì nhỏ hơn hiệu suất của động
cơ nhiệt thuận nghịch hoạt động với cùng nguồn nóng và cùng nguồn lạnh.
+ Hiệu suất và hiệu năng cực đại: Xét các động cơ nhiệt hoạt động giữa nguồn nóng
nhiệt độ T và nguồn lạnh nhiệt độ 1
T , theo định lý Carnot thì động cơ hoạt động thuận 2
nghịch có hiệu suất cực đại: với máy lạnh: với bơm nhiệt lượng:
II. Câu hỏi trắc nghiệm_Áp dụng công thức
Các câu hỏi trắc nghiệm giúp nhớ công thức hơn và áp dụng ở mức đơn giản, làm
xong 58 câu hỏi trắc nghiệm dưới đây, CHẮC CHẮN qua môn ^^
Câu 1: Một nhiệt kế khí có thể tích không đổi được dùng để đo nhiệt độ của một vật.
Khi nào nhiệt kế tiếp xúc với nước tại điểm ba của nó (273,16 K) áp suất trong nhiệt
kế là 8.500 × 104 Pa. Khi nó tiếp xúc với vật thì áp suất là 9.650 ×10 Pa. Nhiệt độ của 4 vật là: A. 37,0 K B. 241 K C. 310 K D. 314 K E. 2020 K Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
Câu 2. Khi một nhiệt kế khí thể tích không đổi nào đó tiếp xúc nhiệt với nước ở mức
gấp ba điểm (273,16 K) áp suất là 6,30 × 104 Pa. Đối với nhiệt kế này, một kelvin
tương ứng với sự thay đổi áp suất của khoảng: A. 4,34 × 102 Pa B. 2,31 × 102 Pa C. 1,72 × 103 Pa D. 2,31 × 103 Pa E. 1,72 × 107 Pa
Câu 3. Thang đo Fahrenheit và Kelvin cùng số chỉ khi đọc: A. - 40 B. 0 C. 273 D. 301 E. 574
Câu 4. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nhiệt độ chênh lệch 25 trên thang độ F thì phải chênh lệch 45 trên thang độ C.
B. 40 K tương ứng với −40C
C. Nhiệt độ chênh lệch 10 trên thang độ C phải chênh lệch 18 trên thang độ F
D. Nước ở 90°C ấm hơn nước ở 202°F E. 0 tương ứng với −32
Câu 5. Một nhiệt kế Kelvin và một nhiệt kế Fahrenheit đều cho kết quả như nhau cho
một vật mẫu. Nhiệt độ trên thang độ C tương ứng là: A. 574◦ C B. 232◦ C C. 301◦ C D. 614◦ C E. 276◦ C
Câu 6. Nhiệt độ phòng khoảng 20 độ vào: A. Thang đo Kelvin B. Thang độ C C. Thang đo độ F Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
D. Giải nhiệt tuyệt đối E. Không có đáp án
Câu 7. Một thanh thép dài 30 m của một người khảo sát đúng là 68F. Vào một ngày
nắng nóng, thanh đã nở ra 30,01 m.Vào ngày đó, băng chỉ khoảng cách giữa hai điểm
là 15,52 m. Khoảng cách thực sự giữa những điểm này là: A. 15,50 m B. 15,51 m C. 15,52 m D. 15,53 m E. 15,54 m
Câu 8. Máy gia tốc thẳng Stanford chứa hàng trăm đĩa đồng (brass dick) được lắp chặt
vào một ống thép (xem hình). Hệ số giãn nở tuyến tính của đồng thau là 2,00 × 10−5
trên mỗi . Hệ thống được lắp ráp bằng cách làm lạnh các đĩa trong đá khô (-57) để cho
phép chúng trượt vào ống thép (steel tube) . Nếu đường kính của một đĩa là 80,00 mm
ở 43◦ C, thì đường kính của nó trong đá khô? A. 78,40 mm B. 79,68 mm C. 80,16 mm D. 79,84 mm
E. Không có cái nào trong số này
Câu 9. Khi tăng nhiệt độ của một đồng xu bằng đồng thêm 100◦ C thì đường kính của
nó tăng thêm,17%. Diện tích của một trong các mặt của nó tăng lên: A. 0,17% B. 0,34% C. 0,51% D. 0,13% E. 0,27% Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133
Câu 10. Hệ số giãn nở tuyến tính của sắt là 1,0×10−5 trên . Diện tích bề mặt của bàn là
một sắt, có độ dài cạnh là 5,0 cm, sẽ tăng thêm bao nhiêu nếu nó được nung nóng từ 10 đến 60? A. 0,0125 cm2 B. 0,025 cm2 C. 0,075 cm2 D. 0,15 cm2 E. 0,30 cm2
Câu 11. Hệ số giãn nở tuyến tính của thép là 11 × 10−6 trên mỗi Một viên bi thép có
thể tích chính xác là 100 cm ở 0. Khi nung nóng đến 100 3
, thể tích của nó trở thành: A. 100,33 cm3 B. 100,0011 cm3 Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133 C. 100,0033 cm3 D. 100,000011 cm3
E. không có cái nào trong số này
Câu 12. Hệ số giãn nở tuyến tính của một loại thép nhất định là 0,000012 trên mỗi . Hệ
số giãn nở khối (thể tích), trong ()-1, là: A. (0,000012)3 B. (4π/3) (0,000012)3 C. 3x0,000012 D. 0,000012
E. phụ thuộc vào hình dạng của khối lượng mà nó sẽ được áp dụng
Câu 13. Một hình lập phương bằng nhôm có độ dài cạnh 20 cm. Nhôm có mật độ gấp
2,7 lần nước (1 g/cm3) và nhiệt dung riêng gấp 0,217 lần của nước (1cal/g·). Khi nội
năng của khối lập phương tăng 47000 cal thì nhiệt độ của nó tăng thêm: A. 5 B. 10 C. 20 D. 100 E. 200
Câu 14. Lấy nhiệt lượng đương lượng cơ học là 4 J/cal. Một viên đạn 10g chuyển động
với vận tốc 2000 m/s lao xuống 1 kg sáp parafin (nhiệt dung riêng 0,7 cal/g) Ban đầu
sáp ở 20 . Cho rằng tất cả năng lượng của viên đạn làm nóng sáp, nhiệt độ cuối cùng của nó (tính bằng) là: A. 20,14 B. 23,5 C. 20,006 D. 27,1 E. 30,23
Câu 15. Năng lượng tỏa ra dưới dạng nhiệt của 300 g một hợp kim khi nó nguội đi 50
làm tăng nhiệt độ của 300 g nước từ 30 đến 40. Nhiệt dung riêng của hợp kim (tính bằng cal/g) là: A. 0,015 B. 0,10 C. 0,15 Thắắc mắắc cầần gi ả i đáp gì thì liên h ệ
ở đầy nha htps://www.facebook.com/profle.php? id=100082450055133 D. 0,20 E. 0,50
Câu 16. Nhiệt dung riêng của chì là 0,030 cal/g . 300 g chì bắn ở 100được trộn với 100
g nước ở 70 ° C trong thùng cách nhiệt. Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là: A. 100 B. 85,5 C. 79,5 D. 74,5 E. 72,5
Câu 17. Vật A, có nhiệt dung CA và ban đầu ở nhiệt độ TA, được đặt tiếp xúc nhiệt với
vật B, có nhiệt dung CB và ban đầu ở nhiệt độ TB. Sự trao đổi nhiệt là cách nhiệt với
môi trường. Nếu nhiệt dung không phụ thuộc vào nhiệt độ và không có sự chuyển pha
thì nhiệt độ cuối cùng của cả hai vật là: A. (CATA - CBTB)/(CA + CB)
B. (CATA + CBTB)/(CA + CB) C. (CATA - CBTB)/(CA - CB) D. (CA - CB).|TA - TB| E. (CA + CB).|TA - TB|
Câu 18. Chất rắn A, có khối lượng M, ở nhiệt độ nóng chảy TA. Nó được đặt tiếp xúc
nhiệt với chất rắn B, có nhiệt dung CB và ban đầu ở nhiệt độ TB (TB> TA) cách nhiệt với
môi trường . A có ẩn nhiệt nóng chảy L và có nhiệt dung CA. Nếu A nóng chảy hoàn
toàn thì nhiệt độ cuối cùng của cả A và B là:
A. (CATA + CBTB - ML) / (CA + CB)
B. (CATA - CBTB + ML) / (CA + CB)
C. (CATA - CBTB - ML) / (CA + CB)
D. (CATA + CBTB + ML) / (CA - CB)
E. (CATA + CBTB + ML) / (CA - CB)
Câu 19. Để biến đổi một gam nước đá 0 thành hơi nước 100 cần bao nhiêu calo? Ẩn
nhiệt đông đặc (nóng chảy) là 80 cal/g và ẩn nhiệt của quá trình hóa hơi là 540 cal/g.
Nhiệt dung riêng của nước là 1,00 cal/g.K. A. 100 B. 540 C. 620