Xem mẫu

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hay

7
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh
Mã số: ................................

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

BÀI TẬP NGUYÊN LÍ I
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Người thực hiện: NGUYỄN HÀ NAM
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục



- Phương pháp dạy học bộ môn: ............................. 
- Lĩnh vực khác: ....................................................... 

Năm học: 2011 - 2012

2

BM02-LLKHSKKN

SƠ LƢỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
2.2.1.

Họ và tên: Nguyễn Hà Nam

2.2.2.

Ngày tháng năm sinh: 27/01/1986

2.2.3.

Nam, nữ: Nam

2.2.4.

Địa chỉ: 39A, KP4, phường Tân Phong, Biên Hòa, Đồng Nai

2.2.5.

Điện thoại: 0919339917

2.2.6.

E-mail: hanam271@yahoo.com

2.2.7.

Chức vụ: Giáo viên vật lí

2.2.8.

Đơn vị công tác: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh

II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cao Học
- Năm nhận bằng: 2011
- Chuyên ngành đào tạo: Vật Lí Nguyên Tử Hạt Nhân và Năng Lượng Cao.
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Vật Lí
Số năm có kinh nghiệm: 4
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
+ Chuyên đề: “Giải các bài toán trong hệ quy chiếu quán tính và phi quán
tính”.
+ Chuyên đề: “Các mẫu cấu trúc hạt nhân”.
+ Chuyên đề: “Các vấn đề về phân rã hạt nhân”.

3

BÀI TẬP NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Do nhu cầu thực tế giảng dạy, tôi được phân công phụ trách giảng dạy phần
Nhiệt học cho lớp 10 chuyên lý, đòi hỏi phải có một hệ thống những bài tập
chuyên sâu về Nhiệt học. Vì vậy tôi đã sưu tầm, giải và hệ thống lại các bài tập về
Nhiệt học. Thông qua đề tài này tác giả hi vọng có thể giúp ích cho các giáo viên
và học sinh có thể tìm hiểu sâu thêm về các bài toán
II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
1. Cơ sở lý luận
Nội dung của đề tài là hệ thống lại bài tập về nguyên lí I Nhiệt Động Lực Học.
2. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài
2.1. Lí thuyết
2.1.1. Nguyên lí I NĐLH:

ΔU = A + Q

trong đó: U: độ biến thiên nội năng của hệ
A: công mà hệ nhận được.
Q: nhiệt lượng mà hệ nhận được.
Cách phát biểu khác: Q = U + A’
trong đó: A’: công mà hệ sinh ra.
2.1.2. Áp dụng nguyên lí I cho các quá trình
Quá trình
Đẳng nhiệt
(T=const)
Đẳng tích

U

Q

0

-A

nCVT

nCVT

0

nCVT

nCpT

-pV

nCVT

0

p 2 V2 - p1V1
γ-1

A
nRTln

V1
p
 nRTln 2
V2
p1

(V=const)
Đẳng áp (p=const)
Đoạn nhiệt
(Q = 0)
pV γ = const

4
TVγ1  const

Tp

1 γ
γ

hay

 const

nRT1  T2 
  1
γ  1  T1 

Quá trình thuận nghịch
1 γ

p1V1  V2 
   1
γ - 1  V1 




trong đó:
i
2

CV là nhiệt dung mol đẳng tích: CV  R
CV là nhiệt dung mol đẳng áp: Cp 

i+2
R = CV + R
2

i là số bậc tự do (khí đơn nguyên tử i = 3; khí lưỡng nguyên tử i = 5; khí từ 3
nguyên tử trở lên i = 6)
: hệ số Poát-xông: γ 

Cp
CV

*Chứng minh công thức tính công của quá trình đoạn nhiệt:
Quá trình đoạn nhiệt có Q = 0, theo nguyên lí thứ I của nhiệt động lực học:
A’ = -  U = nCV (T2 – T1)
i
2

Biết : CV  R 

R
 1

;

n là số mol khí.

P1V1 = nRT1 ;

P2V2 = nRT2

Công A’ do khí sinh ra :
A' 

PV1  PV2
1
2
 1

(1)

hoặc nếu tính theo nhiệt độ thì :
A' 

PV1
T
1
(1  2 )
 1
T1

(2)

Nếu quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch thì có thể dùng đến TV-1 = const,
từ đó tính được :
T2V2 1  TV1 1
1

hay

T2
V
 ( 1 ) 1
T1
V2

Thay vào (2) ta có :
A' 

PV1
V
1
[1  ( 1 ) 1 ]
 1
V2

(3)

5
Đối với khí lưỡng nguyên tử thì : i = 5 ;  

Cp
CV



7
5

Nếu quá trình thuận nghịch thì ba công thức (1) , (2) và (3) tương đương
nhau.
Trong từng trường hợp cụ thể, tùy theo dữ kiện được biết (2 trong 3 thông số
P, V, T), có thể chọn công thức nào thuận lợi nhất cho cách tính toán.
Nếu quá trình không thuận nghịch thì chỉ có công thức (1) và (2) là đúng còn
(3) không đúng nữa.
2.2. Bài tập
2.2.1. Cho một bình cách nhiệt chứa khí lí tưởng ở nhiệt độ T và áp suất p. Biết nội
năng của khí là U = CvT (Cv là một hằng số đã biết). Hỏi cần truyền cho khí một
nhiệt lượng Q bằng bao nhiêu để áp suất khí tăng thêm một lượng là p?
Giải
Thể tích bình không đổi nên khối khí trong bình biến đổi đẳng tích: A = 0
Q = U = CVT

(1)

Áp dụng định luật Sác-lơ:
p' T '
p T
p
 

 T 
T
p T
p
T
p

Thế (2) vào (1): Q  CV T

(2)

p
p

2.2.2. Nén đẳng nhiệt 3 l không khí ở áp suất 1 at. Tìm nhiệt lượng tỏa ra, biết rằng
thể tích cuối cùng chỉ còn bằng 1/10 thể tích ban đầu
Giải
Quá trình đẳng nhiệt U = 0
Nhiệt lượng tỏa ra bằng công khối khí nhận được:
Q’ = -Q = A = nRTln

V1
V
 p1V1ln 1  676 (J)
V2
V2

2.2.3. Có một mol khí Hêli ở nhiệt độ 0 oC chứa trong một xi lanh cách nhiệt lí
tưởng, có píttông đậy kín. Hỏi cần phải thực hiện một công bao nhiêu để nén cho
thể tích khí giảm còn một nửa thể tích ban đầu? Bỏ qua các ma sát.
Giải

nguon tai.lieu . vn