Download miễn phí Khóa luận Phân loại và giải bài tập nhiệt học đại cương



MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------- 1
I. Lí do chọn đềtài -------------------------------------------------------------------------- 1
II. Mục đích nghiên cứu. ------------------------------------------------------------------- 1
III. Nhiệm vụnghiên cứu------------------------------------------------------------------- 1
IV. Đối tượng nghiên cứu. ----------------------------------------------------------------- 1
V. Phạm vi nghiên cứu ---------------------------------------------------------------------1
VI. Giảthuyết khoa học --------------------------------------------------------------------1
VII. Phương pháp nghiên cứu -------------------------------------------------------------1
VIII. Đóng góp của đềtài ------------------------------------------------------------------2
IX. Bốcục khóa luận-------------------------------------------------------------------------2
PHẦN II: NỘI DUNG --------------------------------------------------------------------------- 3
Chương I: Cơsởlý luận của đềtài -------------------------------------------------------- 3
I. Khái niệm vềbài tập vật lý---------------------------------------------------------- 3
II. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lý--------------------------------------------- 3
III. Phân loại bài tập vật lý------------------------------------------------------------- 4
IV. Cơsở định hướng giải bài tập vật lý--------------------------------------------- 6
V. Tiểu luận------------------------------------------------------------------------------ 8
Chương II: Cơsởlý thuyết----------------------------------------------------------------- 8
I. Thuyết động học chất khí------------------------------------------------------------ 8
II. Sựva chạm của các phân tử. Các hiện tượng truyền trong chất khí ---------20
III. Những nguyên lý cơbản của nhiệt động lực học------------------------------22
Chương III. Phân loại các bài tập cụthể-------------------------------------------------35
I. Bài tập định tính---------------------------------------------------------------------35
II. Bài tập định lượng------------------------------------------------------------------40
PHẦN III: KẾT LUẬN -------------------------------------------------------------------------69
TÀI LIỆU THAM KHẢO----------------------------------------------------------------------70


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-01-05-khoa_luan_phan_loai_va_giai_bai_tap_nhiet_hoc_dai.oM3BXRrdCw.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-53733/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

i i là số bậc tự do:
Năng lượng chuyển động nhiệt của một phân tử: KT
2
iEd =
Năng lượng chuyển động nhiệt của N phân tử: NKT
2
iEd =
1.3. Nội năng của khí lí tưởng
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 23
Nội năng là một dạng năng lượng bên trong của một hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng
thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu
tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó.
Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích: thì nhiệt độ thay đổi thì động năng của
các phân tử thay đổi dẫn đến nội năng của hệ thay đổi; khi thể tích thay đổi thì khoảng
cách giữa các phân tử thay đổi làm cho thế năng tương tác giữa các phân tử thay đổi nên
sẽ làm nội năng của hệ thay đổi.
Có hai cách làm biến đổi nội năng thực hiện công và truyền nhiệt.
Gọi U là nội năng
ptd EEEU ++=
Trong đó:
dE : năng lượng chuyển động nhiệt.
tE : thế năng tương tác giữa các phân tử.
pE : tổng năng lượng bên trong phân tử.
Hệ là khí lí tưởng
pd EEU +=
Khi trạng thái của hệ thay đổi, nội năng thay đổi
pd dEdEdU +=
Với các biến thông thường (đổi p,T,V) thì pdE = 0 do đó ddEdU =
Khí lí tưởng gồm N phân tử: NkdT
2
idU =
Nếu khí lí tưởng có khối lượng m: kdTN
2
imdU Aµ=
Hay :
RdT
2
imdU µ=
2. Liên quan giữa năng lượng, nhiệt lượng và công
2.1. Sự liên quan giữa nhiệt lượng và công
Nhiệt lượng là phần năng lượng trao đổi, liên quan đến chuyển động nhiệt của các
phân tử.
Công là phần năng lượng trao đổi giữa các vật, thông qua chuyển động định hướng
của các phân tử
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 24
- Công và nhiệt đều là phần năng lượng trao đổi nên có cùng đơn vị đo, đơn vị của
năng lượng.
-Công và nhiệt có thể chuyển hóa cho nhau. Công có thể chuyển hóa hoàn toàn
thành nhiệt nhưng nhiệt không thể chuyển hoàn toàn thành công.
- Năng lượng được đo bằng Calo (cal) hay Jun (J)
1 cal = 4,18 J
2.2. Sự khác nhau giữa năng lượng, nhiệt lượng và công
Năng lượng là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công (đặc trưng cho mức
độ vận động, tương tác giữa vật chất).
Nhiệt là do sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của các phân tử.
Công là do sự chuyển động có hướng của các phân tử.
3. Nguyên lý I nhiệt động lực học
3.1. Nguyên lý
Xét sự biến đổi của hệ từ trạng thái (1) trạng thái (2)
Gọi Q∆ là nhiệt lượng mà ngoại vật truyền cho hệ.
A∆ là công mà hệ nhận từ ngoại vật.
21 U,U : nội năng của hệ ở trạng thái (1) và trạng thái (2)
AQUUU 12 ∆+∆=−=∆
Trong quá trình biến đổi nào đó độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt mà hệ
nhận từ ngoại vật”
Nếu hệ thực hiện một quá trình biến đổi vô cùng nhỏ
AQdU ∂+∂=
0Q,0A >∆>∆ hệ nhận công, nhận nhiệt.
0Q,0A <∆<∆ hệ sinh công, sinh nhiệt.
Nếu gọi 'A , 'Q là công và nhiệt mà hệ sinh ra
QQ,AA '' ∆−=∆∆−=∆
Khi 21 UU0U0Q,0A =⇔=∆⇒=∆=∆ Nội năng của hệ không đổi.
3.2. Hệ quả
3.2.1. Hệ thực hiện chu trình (quá trình kín)
Ta có: 0AQU =∆+∆=∆
Do hệ thực hiện chu trình (quá trình kín): 21 UU =
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 25
Suy ra: 'AAQ ∆=∆−=∆
“ Hệ muốn sinh công phải nhận nhiệt ngược lại hệ nhận công phải tỏa nhiệt”
3.2.2. Hệ cô lập
Tức là hệ không trao đổi nhiệt và thực hiện công với môi trường ngoài 0Q =∆ ,
0A =∆ , 0U =∆ . Nội năng của hệ cô lập bảo toàn.
Nếu hệ thay đổi trạng thái do các tác động khác của ngoại vật (như điện trường, ánh
sáng) các tác động quy về công ∑
i
iA ta có:
∑=∆
i
iAU
4. Nhiệt dung riêng
4.1. Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng truyền cho một đơn vị khối lượng vật chất để nó tăng
thêm 10.
Kí hiệu: c
- Đối với một kg:
dT
Qc δ=
- Đối với lượng khí bất kì khối lượng m:
mdT
Qc δ=
- Đơn vị:
kgK
J
4.2. Nhiệt dung riêng phân tử
Trong vật lí phân tử và nhiệt học, để tiện cho việc tính toán người ta dùng nhiệt dung
riêng phân tử (nhiệt dung mol)
Kí hiệu: C
“ Nhiệt dung riêng phân tử là nhiệt lượng cần truyền cho một kmol khí để nó tăng
thêm 1 độ ”
- Cho một kmol:
dT
QC δ=
- Với một lượng khí bất kì khối lượng m: c.C
dT
Q
mdTm
QC µ=⇒δµ=
µ
δ=
- Đơn vị:
kmolK
J
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 26
4.2.1. Nhiệt dung riêng phân tử đẳng tích ( V= const)
Nếu trong quá trình biến đổi đẳng tích thì nhiệt lượng truyền cho 1 kmol khí để nó
tăng thêm 1 độ được gọi là nhiệt dung riêng phân tử đẳng tích.
Kí hiệu: VC
Vơi 1 kmol khí:
V
V dT
QC ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ δ=
Quá trình đẳng tích V= const 0A =δ⇒
Áp dụng nguyên lí I:
RdT
2
iQAQdU0 =δ=δ+δ=
Hay:
dT
dU
C 0V =
Suy ra: R
2
iCV =
4.2.2. Nhiệt dung riêng phân tử đẳng áp ( p = const)
Nếu trong quá trình biến đổi đẳng áp thì nhiệt lượng truyền cho 1 kmol khí để nó tăng
thêm 1 độ được gọi là nhiệt dung riêng phân tử đẳng áp.
Kí hiệu: pC
Với 1 kmol khí:
p
p dT
QC ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ∂=
Quá trình đẳng áp constp =
Theo nguyên lí I: AdUQ 0 δ−=δ
Với RdT
2
idU0 =
Xác định A∂
Xét độ biến thiên thể tích 0dV của 1kmol khí trong bình hình trụ, tiết diện S.
0pdVdl.S.pFdlA −=−=−=δ
Mặc khác: RTpV0 = Lấy vi phân hai vế
RdTARdTpdV0 =δ⇒=
dT
A
dT
dU
dT
QC 0P
∂−=δ=
(2)
(1)
l1
l2
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 27
RCCRR
2
iC Vpp +=⇒+=
4.3. Hệ số Poisson
Tỷ số giữa pC và VC được gọi là hệ số Poisson
Kí hiệu: γ
i
2i
C
C
V
p +==γ
Khí 1 nguyên tử: γ = 5/3
Khí 2 nguyên tử: γ = 1,4
Khí 3 nguyên tử: γ = 4/3
5. Ứng dụng nguyên lý I để khảo sát các quá trình cân bằng
5.1. Công và nhiệt mà hệ nhận trong quá trình cân bằng
5.1.1. Công mà hệ nhận
pdVA −=δ
Khi hệ biến đổi từ trạng thái (1) đến trạng thái (2)
( )
( )
∫∫ −=δ= 2
1
V
V
2
1
pdVAA
5.1.2. Nhiệt mà hệ nhận
CdTmQ
mcdTQ
µ==δ
=δ
Khi hệ biến đổi từ trạng thái (1) đến trạng thái (2)
)TT(cmcmdTQ 1
T
T
2
2
1
−== ∫
Trong quá trình đẳng nhiệt thì nhiệt mà hệ nhận phải tính theo cách khác
5.2. Công và nhiệt mà hệ nhận trong các quá trình cân bằng
5.2.1 Quá trình đẳng áp ( constp = )
Công mà hệ nhận
pdVA −=δ
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 28
TRm)TT(RmVpdVpAA 21
V
V
2
1
2
1
∆µ−=−µ−=∆−=−=δ= ∫∫
Nhiệt mà hệ nhận
AdUQ δ−=δ
Trong đó: RT
2
imdU µ=
RdTmpdVA µ−=−=δ
RdT)1
2
i(mQ +µ=δ
Mặc khác: dTCmQ pµ=δ
Ta thấy: R)1
2
i(Cp += Là nhiệt dung riêng phân tử đẳng áp
5.2.2. Quá trình đẳng tích ( constV = )
Công mà hệ nhận
0A0pdVA =⇒=−=δ
Nhiệt mà hệ nhận
dUAdUQ =δ−=δ
Theo nguyên lí I:
RdT
2
imQ µ=δ
Mặc khác:
dTCmQ Vµ=δ
Ta thấy: R
2
iCV = Là nhiệt dung riêng phân tử đẳng tích
5.2.3. Quá trình đẳng nhiệt ( constT = )
Công mà hệ nhận
pdVA −=δ
SVTH: Lê Bá Lộc GVHD: LÊ ĐỖ HUY
Khóa luận tốt nghiệp Trang 29
Trong đó: ∫−= 2
1
V
V
pdVA
RTmpV µ=
Suy ra:
∫µ−=
2
1
V
V V
dVRTmA
)VlnV(lnRTmA 21 −µ=
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
µ= 2
1
V
V
lnRTmA
Lưu ý: dãn nở V tăng, quy ước ...

---