Download Chuyên đề Vật lý phân tử và nhiệt học miễn phí



Để cho hđ 1 cái bơm nhằm bơm nước giếng , người ta ý định chế tạo 1 máy bơm hơi nước dùng
nguồn nóng làm bộ thu NLMT và nguồn lạnh là nước hút lên từ giếng. Bộ thu phải nhận 1 thông
lượng Mặt Trời là 1KW người ta chấp nhận một nửa công suất đỗ được chuyển cho nước 60 độ C. Hơi nước cân cung cung cấp suất cơ học sau đó đi vào bộ ngưng ở t20độC. Hệ tuần hoàn kín.
1) Hiệu suất cực đại nhiệt động lực học bằng bao nhiêu?
Người ta có thể đạt công suất cơ học bằng bao nhiêu?
2- Thực tế: Hiệu suất NĐ = 80% h/s cực đại và h/s cơ học của bơm được nếu độ sâu giếng là h = 20m. Cho g = 9,8m/s2
3) Hỏi nhiệt độ nước bơm được tăng lên bao nhiêu? cho biết nhiệt dung của nước c = 4,18kJ/kg độ.


/tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-33794/
Để tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho

Tóm tắt nội dung:

0)3(
1 2
0  Vp
RdV
dT
 . Tøc lµ :
3
0pV  ,Gi¸ trÞ cùc ®¹i cña T lµ:
33
2 00
max
p
R
p
T 
b) Ph­¬ng tr×nh tr¹ng th¸i:
pV = RT = RT0 + RV
2 hay lµ RV
V
RT
P  0
Kh¶o s¸t biÕn thiªn cña p theo V
0
2
0  R
V
RT
dV
dp
 , p cùc tiÓu khi

0TV 
Gi¸ trÞ cùc tiÓu cña p lµ: Pmin = 02 TR 
Bµi sè 7:
61
Mét xi lanh h×nh trô dµi 2l, pÝtt«ng cã tiÕt diÖn S, cã thÓ di chuyÓn trªn mÆt ph¼ng ngang
(cã hÖ sè ma s¸t) víi hÖ sè ma s¸t . PÝt t«ng ®Æt t¹i tÇm h×nh trô, bªn tr¸i pÝt t«ng cã khÝ ë T0, P0
gi÷a thµnh cè ®Þnh vµ pÝt t«ng cã lß xo ®é cøng k.
a) Hái ph¶i t¨ng t0 cña khÝ lªn cao bao nhiªu ®Ó thÓ tÝch cña khÝ t¨ng gÊp ®«i, bá qua ma
s¸t pÝt t«ng xi lanh, khèi l­îng pÝtt«ng vµ xi lanh b»ng m, ¸p suÊt bªn ngoµi lµ P0
Bµi gi¶i:
* H­íng dÉn:
TH1: Khi V = 2V0, lùc ®µn håi vÉn nhá h¬n Fms. Tøc xi lanh vÉn ®øng yªn
TH2: Xi lanh bÞ tr­ît ®i trong qóa tr×nh t¨ng nhiÖt
§/s
2(1 ). 0
0
2(1 ). 0
0
kl
T T
p S
mg
T T
P S

 
 
b) TÝnh NL cÇn truyÒn cho khÝ lµ bao nhiªu? (Xi lanh vµ pÝt t«ng ®Òu c¸ch nhiÖt)
Q = A + U
Q =
2
( ) ( )
02
kx
gm l x nC T T
v
   
+ TH1: x = 0 T = 2 (1+
SP
kl
0
).T0 => Q =
3 2
102 0
kl
P Sl
P S

 
 
  
+ TH 2:
mg
x
k


2 1 . 0
0
mg
AT T
P S

 
 
 
 
 
=>
 
2
1 3 2
102 2 0
mg mg
Q mgl P Sl
k P S
 
   
 
 
 
 
Bµi sè 8:
Mét l­îng khÝ lý t­ëng ®¬n nguyªn tö (3/4 mol) biÕn ®æi tõ tr¹ng th¸i A:
P0 = 2.10
5Pa, V0 = 8l –––> tr¹ng th¸i B: P1 = 10
5Pa, V1 = 20l
l l
K
P0 V0T0
P0
62
Trong hÖ to¹ ®é P - V, gi¸ trÞ biÓu diÔn nh­ h×nh vÏ
1) TÝnh T0, T1 ?
2) TÝnh c«ng khÝ sinh ra vµ nhiÖn nhËn ®­îc
3) XÐt sù biÕn thiªn T trong suèt qu¸ tr×nh, víi V b»ng bao nhiªu th× T = Tmax= ?
4) TÝnh c«ng mµ khÝ sinh ra vµ nhiÖt mµ khÝ nhËn ®­îc trong tõng giai ®o¹n? Trong c¶
giai ®o¹n gi¶m T0 khÝ nhËn hay nh¶ nhiÖt?
Bµi gi¶i:
1) PT tr¹ng th¸i: PV = nRT => T =
nR
PV
7,256
31,8.
4
3
10.8.10.2 3500
0 

nR
VP
T (K)
9,320
31,8.
4
3
10.20.10 3511
1 

nR
VP
T (K)
2) C«ng mµ khÝ sinh ra:
   )(180010.12.10.3
2
1
.
2
1 35
0110 JVVPPSA 

NhiÖt nhËn ®­îc:
 3 1 02Q A U A nR T T     
=>   )(2400400.
2
3
1800
2
3
0011 JVPVPAQ 
3) Ta cã:
01
0
01
0
VV
VV
PP
PP





=>
 
01
010
0
01
01 .
VV
PPV
PV
VV
PP
P





01
0110
01
01 .
VV
VPVP
V
VV
PP
P





 (Pa)
(P = - aV + b)
PV = nRT =>
1
3
.8,31
4
PV
T PV
nR
 
=>
8 510 32.1020,16 . .
12 12
T V V  
 
 
  
(K)
P0
P1
A
B
0 V0 V1
P
V
63
=>
21337,1. 100 32.T V V   
  (K) (*)
  3 31337,1. 2000 32 0 16.10 ( )
dT
V V m
dV
      = 16 (l)
VËy: T = Tmax342,3 (K) V = V2 = 16 (l)
P = P2 =
4
3
.105 (Pa)
4) dQ = dA + dU = P.dV +
2
3
nRdT ( nRdT = PdV + Vdp )
=
2
5
(- aV + b) dV +
2
3
V. (-adV) = (- 4aV +
2
5
b)dV
dV > 0 do V t¨ng nªn dQ > 0 - 4aV + 2b > 0 (V  [V0; V1])
V0  V ; V0  V <
a
b
8
5
8(l)  V  20 (l)
–––––> KhÝ lu«n nhËn nhiÖt trªn c¶ qu¸ tr×nh
* Qóa tr×nh 1 - 3: nhiÖt ®é t¨ng tõ T0–––> Tmax.
A1=
2
1
(P0 + P2) (V2- V0) =
2
1
(2+
4
3
).105. (16 - 8) .10-3 =
3
4000 (J)
U1=
2
3
nR (Tmax- T0 ) =
2
3
.
4
3
. 8,31(342,3 - 256,7) = 800 (J)
=> Q1 = 2133,6 (J)
* Qóa tr×nh 3- 2
NhiÖt ®é gi¶m tõ Tmax –––> T1 : Q2 > 0
U2 < 0
Bµi sè 9:
Mét pÝtt«ng khèi l­îng m0 cã thÓ ch¹y kh«ng ma s¸t trong 1 xi lanh cã tiÕt diÖn S ®Æt
trong kh«ng khÝ ë ¸p suÊt P0 thµnh b×nh vµ pitt«ng thÊm nhiÖt. Xi lanh chøa kh«ng khÝ xem lµ
khÝ lý t­ëng ë nhiÖt ®é T0. Khi c©n b»ng pitt«ng c¸ch ®¸y mét kho¶ng lµ h.
1) TÝnh ¸p suÊt P1 cña khÝ sau khi pitt«ng c©n b»ng
2) §Æt lªn pitt«ng khèi l­îng m << m0 Cho  =
V
p
C
C
Bµi gi¶i:
Tmax
T1
T0
T
0 V0 V2 V1 V
64
1) ¸p suÊt cña khÝ khi pÝt t«ng c©n b»nag P1 = P0+
S
gm0
2) Chän trôc Ox (h.vÏ)
Khi ®Æt vËt m lªn ptt, nã sÏ dÞch chuyÓn xuèng
XÐt khi pitt«ng cã to¹ ®é x (x << h)
Ta cã:
P1 (h.S)
 = P. [(h - x).S]
=> P = P
1. γ
γ
h
x
P
xh
h














1
1
Do x << h nªn
h
x
P  P1 (1 + .
h
x
)
+ §L II Newton:
P0S + (M + M0)g - P. S = ( m + m0) x’’
=> P1S + mg - P1S - P1 .
h
x
. S = (m + m0) x’’
=> mg - P1. .
h
x
. S = (m + m0) x’’ (1)
Mµ: m << m0 nªn cã thÓ bá qua nã
Ph­¬ng tr×nh trë thµnh: x’’ + 0.
0
1 x
hm
γP
x’’ + 2x = 0 ,  =
hm
SγP
0
1 .
––> pitt«ng dao ®éng nhá quanh O víi
 
S
gm
SPγ
hm
πT
0
0
02


(kh«ng cÇn thiÕt ph¶i bá qua m)
Ta cã:
(1)   ''.
.
.
0
1
1 xmm
SPγ
mgh
x
h
SPγ







§Æt X = x - '' '
. 1
'
mgh
X x
P S
 
(1)  
. 1 . . '0 '
P S
X m m X
h

  
0
x
x
h
P1
P0
65
X’’ + 2X = 0 Víi  =
 hmm
SPγ
.
.
0
1

––> Chu kú dao ®éng cña vËt: T =
 
 gmSPγ
hmm
π
ω
π
00
0
.
.
2
2



+ NghiÖm cña pt trªn: X = A sin (t + )
=> x = sin
. 1
mgh
A
P S
 (t + )
+ §K ®Çu: x0 =
SPγ
mgh
1.
+ A sin  = 0
v0 =  A cos  = 0
VËy x =
SPγ
mgh
1.
(1 - cos t)
Bµi sè 10:
§Ó cho h® 1 c¸i b¬m nh»m b¬m n­íc giÕng , ng­êi ta ý ®Þnh chÕ t¹o 1 m¸y b¬m h¬i n­íc dïng
nguån nãng lµm bé thu NLMT vµ nguån l¹nh lµ n­íc hót lªn tõ giÕng. Bé thu ph¶i nhËn 1 th«ng
l­îng MÆt Trêi lµ 1KW ng­êi ta chÊp nhËn mét nöa c«ng suÊt ®ç ®­îc chuyÓn cho n­íc 600C.
H¬i n­íc c©n cung cung cÊp suÊt c¬ häc sau ®ã ®i vµo bé ng­ng ë t0 200C. HÖ tuÇn hoµn kÝn...
1) HiÖu suÊt cùc ®¹i nhiÖt ®éng lùc häc b»ng bao nhiªu?
Ng­êi ta cã thÓ ®¹t c«ng suÊt c¬ häc b»ng bao nhiªu?
2- Thùc tÕ: HiÖu suÊt N§ = 80% h/s cùc ®¹i vµ h/s c¬ häc cña b¬m ®­îc nÕu ®é s©u
giÕng lµ h = 20m. Cho g = 9,8m/s2
3) Hái nhiÖt ®é n­íc b¬m ®­îc t¨ng lªn bao nhiªu? cho biÕt nhiÖt dung cña n­íc
c = 4,18kJ/kg ®é.
Bµi gi¶i:
1) Hmax %1212,0
333
40
1
21 


T
TT
Amax = Hmax. Q1 = 0,12. 500 = 60(W).
2) H = 80% Hmax = 9,6%.
Ac¬ häc = 50%. A = 0,5 . H.Q1 = 24 (J)
Ac¬ häc = m.g.h  )(122,0
20.8,9
24
.
Kg
hg
A
m ch 
A- Ac¬ häc = m.C. t  t = )(05,0
.
..5,0 1 K
C
gh
Cm
QH


* NhiÖt l­îng Q2 do nguån cung cÊp lµm cho n­íc t¨ng t
0: Q2 = Q1 - A = mC. t  t = 0,9k
=>  =
2
π

A =
SPγ
mgh
1.
66
Bµi sè 11:
. Trong b×nh kÝn B cã chøa hçn hîp khÝ «xi vµ hªli. KhÝ trong b×nh cã thÓ th«ng víi m«i tr­êng
bªn ngoµi b»ng mét èng cã kho¸ K vµ mét èng h×nh ch÷ U hai ®Çu ®Ó hë, trong ®ã cã chøa thuû
ng©n (¸p kÕ thuû ng©n nh­ h×nh vÏ). ThÓ tÝch cña khÝ trong èng ch÷ U nhá kh«ng ®¸ng kÓ so víi
thÓ tÝch cña b×nh. Khèi khÝ trong b×nh c©n b»ng nhiÖt víi m«i tr­êng bªn ngoµi nh­ng ¸p suÊt th×
cao h¬n nªn sù chªnh lÖch cña møc thuû ng©n trong hai nh¸nh ch÷ U lµ h = 6,2 cm. Ng­êi ta më
kho¸ K cho khÝ trong b×nh th«ng víi bªn ngoµi råi ®ãng l¹i ngay. Sau mét thêi gian ®ñ dµi ®Ó hÖ
c©n b»ng nhiÖt trë l¹i víi m«i tr­êng bªn ngoµi th× thÊy ®é chªnh lÖch cña møc thuû ng©n trong
hai nh¸nh lµ ' 2,2h cm . Cho O = 16; He = 4.
1. H·y x¸c ®Þnh tû sè khèi l­îng cña «xi vµ hªli cã trong b×nh.
2. TÝnh nhiÖt l­îng mµ khÝ trong b×nh nhËn ®­îc trong qu¸ tr×nh nãi trªn. BiÕt sè mol khÝ
cßn l¹i trong b×nh sau khi më kho¸ K lµ n = 1; ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é cña m«i tr­êng l

---