ly thuyet LY 10 (nhiệt)

Biên soạn: Tập thể 10A4

NỘI DUNG ÔN TẬP – VẬT LÝ 10
Hỏi :

Phát biểu và viết công thức định luật Boyle – Mariotte. Đường đẳng nhiệt là gì ?
Đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V) có dạng gì ?
Vẽ hình.
Trả lời : * Ở nhiệt độ không đổi, tích áp suất p và thể tích V
của một lượng khí xác định là một hằng số.
* Biểu thức : pV = hằng số
* Đường đẳng nhiệt là đồ thị biểu diễn quá trình đẳng
nhiệt.
* Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng nhiệt là một
nhánh hypebol. Vẽ hình.
Hỏi :

Trong hệ tọa độ (V,T) hai đường đẳng áp của cùng một lượng khí (hình 1).
Đường nào ứng với áp suất cao hơn.
1

V

2

O

Hình 1

1

V
V1

p1

V2

p2

O

T

Hình 2

T1

2

T

Trả lời : Vẽ (dựng) một đường đẳng nhiệt T 1 cắt các đường đẳng áp tại các điểm p 1 và p2.
Áp dụng định luật Boyle – Mariotte, ta có : p1V1 = p2V2 . Vì V1 > V2 p1 < p2 . Vậy
đường 2 ứng với áp suất cao hơn. Vẽ hình 2
Hỏi :

Phát biểu, viết biểu thức và nêu rõ các đại lượng trong biểu thức của định luật
Charles theo nhiệt độ t0C
Trả lời : Với một lượng khí có thể tích không đổi, thì áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t
của khí như sau : p = p0(1 + t).

* có giá trị như nhau với mọi chất khí, mọi nhiệt độ và bằng độ -1.
* gọi là hệ số tăng áp đẳng tích
* p và p0 là áp suất của khí ở t0C và 00C.
Hỏi :
Viết phương trình Clapeyron – Mendeleev. Nêu rõ đơn vị của hai đại lượng µ và R
trong hệ SI.
Trả lời :
Trong đó :

µ là khối lượng mol của chất khí (kg/mol)
R là hằng số chất khí, R = 8,31 J/mol.K
3
V là thể tích khí (m ) ; T là nhiệt độ khí (K) ; p là áp suất khí (Pa) ; m là khối lượng khí (kg)
Hỏi :

Thành lập phương trình trạng thái bằng cách thực hiện giai đoạn biến đổi sau :

Trả lời : Quá trình đẳng tích (1) (1’) :
2014 – 2015

Trang 1


Biên soạn: Tập thể 10A4
Quá trình đẳng nhiệt (1’) (2) :

Hỏi:

Phát biểu và viết biểu thức định luật Hooke, nêu rõ đơn vị các đại lượng trong
công thức.

Trả lời: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối ( ) kéo hoặc nén của thanh tiết diện
đều tỉ lệ thuận với ứng suất (gây ra nó.
Ta có : hay ta có thể viết
Lực đàn hồi của thanh xuất hiện khi nó bị biến dạng :
hay
Trong đó: k là hệ số đàn hồi hay độ cứng của vật, đơn vị là N/m
là độ biến dạng của vật, đơn vị là m
Hỏi :

Hệ số đàn hồi phụ thuộc vào yếu tố nào ? Viết công thức tính hệ số đàn hồi của
vật rắn và nêu rõ đơn vị của các đại lượng trong công thức.
Trả lời : Hệ số đàn hồi phụ thuộc vào bản chất của vật đàn hồi, tỉ lệ thuận với tiết diện
ngang và tỉ lệ nghịch với chiều dài ban đầu của của vật đàn hồi.
Trong đó : * E là suất đàn hồi của chất tạo nên vật (suất Young)
đơn vị : [E] = N/m hay Pa (1Pa = 1 N/m)
* S là tiết diện ngang của vật, đơn vị : m2
* l0 là chiều dài ban đầu của vật, đơn vị : m

BÀI TẬP:
Bài 1: Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất 5at và ở nhiệt độ 25 0C. Khi xe
chạy nhanh nhiệt độ lốp xe tăng lên tới 50 0C. Tính áp suất không khí trong lốp xe lúc
này.
Hướng dẫn giải:
- Ta có: T1 = 25 + 273 = 298K
T2 = 50 + 273 = 323K
Vì thể tích khí trong lốp xe là không đổi. Áp dụng định luật Sac – Lơ:

p1 p 2
pT
= ⇒ p2 = 1 2

T1 T2
T1
2014 – 2015

Trang 2


Biên soạn: Tập thể 10A4
Thay số

p1 = 5 bar, T2 = 323 K, T1 = 298 K

p2 =

5.323
= 5,42
298

(at)

Bài 2: Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phan Xi Pang cao 3140m.
Biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10m thì áp suất khi quyển giảm 1mmHg. Nhiệt độ
trên đỉnh núi là 20C. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất 760
mmHg, nhiệt độ 00C) là 1,29 (kg/m3)
Hướng dẫn giải:
Áp dụng phương trình trạng thái

p1V1 p 2 V2
=
T1

T2
0

P1 = p0 -

ρ=

h
10

m
m
m
⇒ ρ0 = ; ρ1 =
V
V0
V1

=

m
V

m
m
p0
p1V1 p0 V0
ρ0
ρ1
=

⇔
=
T1
T0
T1
T0
p1

⇒ ρ1 =

p1T0
ρ0
p 0T1

=0,75 (kg/m3)

Bài 3: Một cái hố sâu 15m dưới đáy hồ nhiệt độ của nước là 7 0C còn
trên mặt hồ là 220C. Áp suất khí quyển là 1 atm. Một bọt không khí
có thể tích 1 mm3 được nâng dần từ đáy hồ lên. Ở sát mặt nước, thể
tích không khí là bao nhiêu cho biết khối lượng riêng của nước
1000 kg/m3 gia tốc trọng trường g = 9,8 (m/s2)
Hướng dẫn giải:

2014 – 2015

Trang 3

ρ

=

Biên soạn: Tập thể 10A4
Khi bọt khí ở đáy hồ do trọng lượng riêng của khí nhỏ hơn trọng lượng riêng
của nước nên bọt khí sẽ được nâng dần lên. Lực tác dụng lên bọt khí giảm (do chiều
cao cột nước giảm) dẫn đến áp suất giảm, bọt khí to dần ra đồng thời nhiệt độ tăng
lên (t2 > t1)
áp dụng phương trình trạng thái

p1V1 p 2 V2
=
T1
T2
p1 = pKQ +

ρ

gh

V

dm3
1

40
4

2

3

10
O

200

400

T(0K)

p1V1 p 2 V2
p V T (p + ρgh).V1T2
=
⇒ V2 = 1 1 . 2 = KQ
= 2.610−9 m3 = 2.6mm3
T1
T2
p 2 T1
p 2T1

Bài 4: Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4 (hình vẽ). Biết T 1=T2
= 400K, T3= T4= 200K, V1 = 40 dm3, V3= 10 dm3. Xác định p1, p2, p3, p4
Hướng dẫn giải
Các quá trình 4 – 1, 2 – 3 là đẳng áp vì V tỉ lệ với T. Các quá trình 1 – 2, 3 – 4 là
đẳng nhiệt v ì T1 = 2T4 , T2 = 2T3 , nên theo định luật Gayluy- xác:

V1 V4
V .T V
V V
V .T
=

⇒ V4 = 1 4 = 1 = 20dm3 2 = 3 ⇒ V2 = 3 2 = 20dm 3
T1 T4
T1
2
T2 T3
T3
2014 – 2015

Trang 4


Biên soạn: Tập thể 10A4
- Ta có:
p1V1 = p2V2; p3V3 = p4V4 , p1 = p4; p2 = p3
- Giải hệ phương trình ta được: p1 = p4 = 0.83.105 Pa, p2 = p3 = 1,66.105 Pa
Bài tập 5: Hai bình giống nhau được nối với nhau bằng một ống nằm ngang có tiết
diện 20 mm2. Ở 00C giữa ống có một giọt thuỷ ngân ngăn không khí ở hai bên. Thể
tích mỗi bình là V0 = 200 cm3. Nếu nhiệt độ một bình là t 0C bình kia là -t0C thì giọt
thuỷ ngân dịch chuyển 10 cm. Xác định nhiệt độ t
Hướng dẫn giải
Gọi V1 là thể tích của bình có nhiệt độ T 1 = 273 + t; V2 là thể tích của bình có nhiệt
độ T2 = 273 – t. Giọt thuỷ ngân khi đứng yên, thì áp suất ở hai bình bằng nhau. Hai
bình chứa cùng một khối lượng khí, vậy áp dụng định Gay-luy-xác:

V1 V2 V1 + V2
2V0
V
VT
=
=

=
= 0 ⇒ V1 = 0 1
T1 T2 T1 + T2 273 + t + 273 − t 273
273
V1 − V0 = ∆V = V0 (
⇒t=

T1
T −273
V t 200t
− 1) = ( 1
)V0 = 0 =
= Sd = 0,2.10 = 2
273
273
273 273

2.273
= 2,730 C.
200

2014 – 2015

Trang 5