Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập vật lý có đáp án_ ĐH BKĐN_Chúc các em ôn tập tốt_(Cơ khí đi muôn nơi !!!) Ch−¬ng 1: §éng häc chÊt ®iÓm 11. Ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña mét chÊt ®iÓm trong hÖ trôc to¹ ®é §Ò c¸c: x = a1cos(ωt + ϕ1) (1) y = a2cos(ωt + ϕ2) (2) X¸c ®Þnh d¹ng quü ®¹o cña chÊt ®iÓm trong c¸c tr−êng hîp sau: a) ϕ1 ϕ2 = 2kπ, k lµ mét sè nguyªn; b) ϕ1 ϕ2 = (2k + 1)π; c) ϕ1 ϕ2 = (2k + 1) 2 π ; d) ϕ1 ϕ2 cã gi¸ trÞ bÊt k×. Bµi gi¶i: L−u ý r»ng, ®Ó biÕt ®−îc d¹ng quü ®¹o chuyÓn ®éng cña mét chÊt ®iÓm nµo ®ã ta ph¶i ®i t×m ph−¬ng tr×nh quü ®¹o cña nã – tøc lµ ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a c¸c to¹ ®é cña vËt, trong ®ã ta ®C khö mÊt biÕn thêi gian. Do ®ã, trong bµi tËp nµy ta cã thÓ lµm nh− sau. a) Thay ϕ1 = ϕ2 + 2kπ vµo (1) ta cã: x = a1cos(ωt + ϕ1) = a1cos(ωt + ϕ2 + 2kπ) = a1cos(ωt + ϕ2), y = a2cos(ωt + ϕ2) Tõ ®ã: 12 a ya x= hay x a a y 1 2= V× 1≤ cos(ωt + ϕ1) ≤ 1 nªn a1 ≤ x ≤ a1 VËy chÊt ®iÓm trong phÇn a) nµy chuyÓn ®éng trªn mét ®o¹n th¼ng biÓu diÔn bëi: xa ay1 2= víi a1 ≤ x ≤ a1
Bài tập Vật lý đại cƣơng CHƢƠNG 3: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN A Tóm tắt công thức: Công lực F : - Trong chuyển dời bất kỳ: A = F.d s - Trong chuuyển dời thẳng, F không đổi: A = F.s Công suất: P = dA F.v dt Động chất điểm: Wd mv - Định lý động năng: A = Wd Wd1 Thế chất điểm trọng trường đều: Wt = mgh - Định lý năng: A = Wt1 – Wt2 Định luật bảo toàn trường lực thế: W mv mgh const Vận tốc hai cầu sau va chạm: - Va chạm đàn hồi: v1' ( m1 m ) v 2m v ( m m ) v m1 v ; v2 ' m1 m m1 m - Va chạm mềm: v m1 v1 m v m1 m B Bài tập: I Phần tự luận [3.1] Một cầu chuyển động với vận tốc v1 = 4(m/s), va chạm xuyên tâm với cầu khác khối lượng, đứng yên Biết sau va chạm hai cầu dính vào phần mát 12J Tính khối lượng cầu ĐS: m1 = m2 = 3kg [3.2] Một bao cát treo đầu sợi dây Một viên đạn chuyển động theo phương ngang xuyên vào bao cát, bị mắc vào đó, bao cát nâng lên độ cao h Cho biết vận tốc viên đạn v, khối lượng m, khối lượng bao cát M Tính h ĐS: h m v2 2g(m M) [3.3] Một vật ném thẳng đứng từ độ cao h = 240 (m) xuống mặt đất với vận tốc ban đầu v0 = 14 m/s Vật sâu vào mặt đất đoạn s = 0,2m Cho khối lượng vật m = 1kg Bỏ qua ma sát không khí Tìm lực cản trung bình đất lên vật ĐS: F 12250 N 20 Bài tập Vật lý đại cƣơng [3.4] Trên đường có xe khối lượng m1 chuyển động với vận tốc v1 Trên xe có pháo khối lượng m2, nòng pháo nằm ngang chĩa dọc theo đường Một viên đạn khối lượng m, bắn có vận tốc so với đất v Tính vận tốc xe sau bắn hai trường hợp: a/ Đạn bắn theo chiều xe chạy b/ Đạn bắn ngược chiều xe chạy Cho m1 = 10 tấn, m2 = 0,5 tấn, m = 1kg, v = 500 m/s, v1 = 50 m/s ĐS: a/ v’1=49,95/s b/ v’2=50,05/s [3.5] Một pháo khối lượng M nhả đạn theo phương nằm ngang Đạn pháo có khối lượng m vận tốc v1 Khi bắn bệ pháo giật phía sau đoạn s Tính lực cản trung bình tác dụng lên pháo Ap dụng cho: M = 450kg, m = 5kg, v = 50m/s, s = 9cm ĐS: m2v12 Fc 771, 6( N ) 2sM [3.6] Một vật chuyển động khối lượng m1 tới va chạm vào vật thứ hai đứng yên khối lượng m2 = 1kg Biết sau va chạm vật thứ truyền cho vật thứ hai 36% động ban đầu Coi va chạm đàn hồi, tính m1 ĐS: 9 kg m1 kg [3.7] Một ôtô khối lượng tấn, leo lên dốc có độ nghiêng 4% Hệ số ma sát 0,08 Tìm: a/ Công thực động quãng đường dài 3km b/ Công suất động ôtô, biết thời gian hết quãng đường phút ĐS: a/ A = 7,056.106J, b/ P = 29,4kW [3.8] Một đoàn tàu khối lượng 50 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v = 36km/h Công suất đầu máy 220,8 kW Tìm hệ số ma sát ĐS: k = 0,045 [3.9] Một bình đứng yên, nổ thành ba mảnh Hai mảnh có khối lượng bay theo phương vuông góc với tốc độ 30m/s Mảnh thứ ba có khối lượng gấp ba mảnh Hỏi sau nổ, độ lớn hướng vectơ vận tốc mảnh bao nhiêu? ĐS: v = 14,14m/s [3.10] Mỗi giây có sấp xỉ 5,5.106 kg nước rơi từ độ cao 50m đỉnh thác a/ Tìm bị giây nước rơi b/ Tìm công suất sản xuất nhà máy điện, nhà máy chuyển tất nước thành điện c/ Nếu công ty bán lượng với giá công nghiệp 0,01 USD/ kWh số tiền thu năm bao nhiêu? ĐS: a/ Et = 2695.106J, b/ P = 2695.106W, c/ 86140 triệu USD 21 Bài tập Vật lý đại cƣơng [3.11] Một vật có khối lượng 75g ném lên từ độ cao 1,1m so với mặt đất với tốc độ 12m/s Khi đạt độ cao 2,1m tốc độ 10,5m/s a/ Tính công thực vật trọng lượng nó? b/ Cơ vật bị tiêu tán lực cản không khí? ĐS: a/ A = -0,735J, b/ E = -0,53J [3.12] Tính công suất máy mài có đá mài tròn với bán kính 20cm quay 2,5 vòng/s, dụng cụ cần mài ép vào đá mài lực 180N Hệ số ma sát dụng cụ đá mài 0,32 ĐS: P = 181W [3.13] Một dòng nham thạch núi lửa chảy mặt đất nằm ngang gặp chỗ dốc lên 100 Nó mặt dốc 920m đứng lại Nham thạch chứa bọt khí nên ma sát đất nhỏ bỏ qua Hỏi trước gặp dốc tốc độ dòng nham thạch bao nhiêu? ĐS: v = 55,96 m/s [3.14] Một đạn cối 5kg, bắn lên theo góc 34 so với phương ngang, với tốc độ đầu nòng 100m/s Hỏi động ban đầu bao nhiêu? Và độ thay đổi nó đến đỉnh quỹ đạo bao nhiêu? ĐS: Wđ0 = 2,5.104J, Wt = 7,82kJ II Phần trắc nghiệm: [3.1] Chọn phát biểu sai: a/ Động lượng hệ đại lượng có hướng b/ Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lực tác dụng lên vật khoảng thời gian c/ Khi vật trạng thái cân động lượng vật d/ Trong đáp án a, b, c có hai đáp án [3.2] Một đại bác có khối lượng , bắn viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10Kg với vận tốc 400m/s Coi lúc đầu, hệ đại bác đạn đứng yên Vận tốc giật lùi đại bác là: a/ 1m/s b/ 2m/s c/ 4m/s d/ 3m/s [3.3] Va chạm đàn hồi là: a/ Va chạm có bảo toàn b/ Va chạm có bảo toàn bảo toàn động lượng c/ Va chạm có bảo toàn động lượng bảo toàn d/ Va chạm có bảo toàn bảo toàn động lượng [3.4] Trong điều kiện nào, sau va chạm đàn hồi, vật đứng yên: a/ Hai vật có khối lượng vận tốc chọn cách thích hợp va chạm với b/ Một vật khối lượng nhỏ chuyển động va chạm với vật có khối lượng lớn đứng yên c/ Hai vật có khối lượng nhau,chuyển động ngược chiều với vận tốc 22 Bài tập Vật lý đại cƣơng d/ Không thể xảy tượng [3.5] Chọn phát biểu sai động lượng: a/ Động lượng đại lượng động lực học liên quan đến tương tác,va chạm vật b/ Động lượng đặc trưng cho truyền chuyển động vật tương tác c/ Động lượng tỷ lệ thuận với khối lượng tốc độ vật d/ Động lượng đại lượng véc tơ, tính tích khối lượng với véctơ vận tốc [3.6] Chọn phát biểu đúng: a/ Giá trị công không phụ thuộc hệ quy chiếu b/ Đại lượng để so sánh khả thực công máy khác khoảng thời gian công suất c/ Cả a/ b/ d/ Cả a/ b/ sai [3.7] Chọn phát biểu sai: a/ Nếu hai vật va chạm đàn hồi vận tốc chúng bảo toàn b/ Nếu hai vật va chạm mềm vận tốc chúng bảo toàn c/ Cả a/ b/ d/ Cả a/ b/ sai [3.8] Một vật có khối lượng 1kg rơi tự do, chạm đất sau 2s Lấy g = 10 m/s2 Độ biến thiên động lượng khoảng thời gian bao nhiêu? a/ 10 kg.m/s b/ 20 kg.m/s c/ 0.1 kg.m/s d/ kg.m/s [3.9] Một bóng có khối lượng 0,2kg bay với vận tốc 25m/s đến đập vuông góc vào tường rổi bị bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 15m/s Khoảng thời gian va chạm 0,05s Coi lực không đổi suốt thời gian tác dụng Lực tường tác dụng lên bóng a/ 40N b/ 80N c/ 160N d/ 240N [3.10] Một lực tác dụng vào vật khoảng thời gian 0,6s làm vận tốc thay đổi từ 8cm/s đến 5cm/s (lực phương với chuyển động) Tiếp tăng độ lớn lực lên gấp đôi khoảng thời gian 2,2s giữ nguyên hướng lực Vận tốc vật thời điểm cuối a/ 12cm/s b/ 16cm/s c/ -17cm/s d/ -27cm/s [3.11] Một vật khối lượng 3kg chuyển động với vận tốc v1 = 4m/s, tới va chạm vào vật thứ hai đứng yên, có khối lượng m2 = m1 Coi va chạm xuyên tâm hoàn toàn không đàn hồi (va chạm mềm) Tìm nhiệt lượng tỏa trình va chạm a/ Q = 6J b/ Q = 8J c/ Q = 10J d/ Q = 12J 23 Bài tập Vật lý đại cƣơng [3.12] Một viên đạn khối lượng m = 10g bay ngang với vận tốc v1=300m/s xuyên qua gỗ dày 5cm Sau xuyên qua gỗ đạn có vận tốc v2=100m/s Lực cản trung bình gỗ tác dụng lên đạn : a/ -2.103N b/ -4.103N c/ -6.103N d/ -8.103N [3.13] Từ điểm A cách mặt đất 20m người ta thả rơi bóng Giả sử sau lần chạm đất bóng 1/5 mà có lúc chạm đất Tìm độ cao mà bóng nảy lên sau lần va chạm thứ a/ 14m b/ 16m c/ 18m d/ 19m [3.14] Một vật có khối lượng 5kg chuyển động với vận tốc 2m/s quỹ đạo tròn có bán kính 30cm Sau thời gian nửa chu kì, độ biến thiên động lượng vật a/ 10 kgm/s b/ kgm/s c/ kgm/s d/ 0,3 kgm/s [3.15] Bắn trực diện bi thép khối lượng 3m vận tốc v1 vào bi thủy tinh khối lượng m nằm yên Biết va chạm hai bi hoàn toàn đàn hồi Vận tốc bi thép bi thủy tinh sau va chạm : a/ v1 v 3 b/ v1 v c/ v1 3v 2 d/ 3v v 2 [3.16] Một hạt khối lượng m1 = 1g, chuyển động với vận tốc v1 3i j (m/s), đến va chạm mềm với hạt khác khối lượng m2 = 2g chuyển động với vận tốc v j 6k (m/s) Xác định vectơ vận tốc hai vật sau va chạm a/ v i j 4k b/ v i j 4k c/ v i j 4k d/ Tất sai [3.17] Lực là: a/ Lực có công thực phụ thuộc vào dạng đường b/ Lực có công thực không phụ thuộc vào điểm đầu điểm cuối c/ Lực có công thực quỹ đạo kín không d/ Không có câu [3.18] Độ biến thiên động có giá trị : a/ Công lực tác dụng quỹ đạo xét b/ Tích lực tác dụng với khoảng thời gian xét c/ Thế trường lực d/ Xung lượng khoảng thời gian xét [3.19] Cho vật ban đầu đứng yên trượt có ma sát từ đỉnh dốc mặt phẳng nghiêng đến cuối dốc: a/ Thế đỉnh dốc biến đổi hoàn toàn thành động cuối dốc 24 Bài tập Vật lý đại cƣơng b/ Động cuối dốc lớn đỉnh dốc c/ Động cuối dốc nhỏ đỉnh dốc d/ Cơ không thay đổi [3.20] Tính công cần thiết đoàn tàu khối lượng m = 8.105kg tăng tốc từ v1 = 36 km/ đến v2 = 54 km/ a/ A = 16.103 (J) b/ A = - 5.107 (J) c/ A = 5.107 (J) d/ Tất sai [3.21] Tính công cần thiết ôtô khối lượng m = 500kg dừng lại vận tốc ban đầu v0 = 8(m/s) a/ A = -16.103 (J) b/ A = 16.103 (J) c/ A = 5.107 (J) d/ Tất sai [3.22] Một lực tác dụng vào hạt kg cho vị trí hạt hàm thời gian: x = 3t - 4t2+ t3, x tính met, t tính giây Hãy tìm công lực thực từ t = 0s đến t = 4s a/ A = 263(J) b/ A = 327 (J) c/ A = 459 (J) d/ A = 528(J) [3.23] Một máy bay lên thẳng, kéo phi công vũ trụ nặng 73 kg lên 15m, theo phương thẳng đứng từ mặt biển sợi dây cáp Gia tốc phi công g/10 Hỏi công thực hiên phi công máy bay lên thẳng trọng lượng phi công bao nhiêu? a/ AF = 11,8kJ, AP = - 10,73kJ b/ AF = - 11,8kJ, AP = 10,73kJ c/ AF = 10,73kJ, AP = - 11,8kJ d/ Tất sai Đề dùng cho câu [3.24], [3.25]: Một viên đạn khối lượng 2kg, bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s nổ thành mảnh có khối lượng Cho biết mảnh thứ bay với vận tốc 250m/s, theo phương lệch 600 so với phương thẳng đứng [3.24] Vận tốc mảnh thứ hai là: a/ 388m/s b/ 433m/s c/ 467m/s d/ 500m/s [3.25] Vectơ vận tốc mảnh thứ hai hợp với phương thẳng đứng góc: a/ 900 b/ 600 c/ 450 d/ 300 [3.26] Một đoàn tàu khối lượng 50 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v = 36km/h, hệ số ma sát bánh xe mặt đường 0,045 Tính công suất đầu máy a/ 188Kw b/ 201,5kW c/ 220,5kW d/ Tất sai [3.27] Một thang máy khối lượng chịu tải tối đa 800kg Khi chuyển động thang máy chịu lực cản không đổi 4.103N Hỏi để đưa thang máy lên cao với vận tốc không đổi 3m/s công suất động phải ? Cho g=9,8m/s2 25 Bài tập Vật lý đại cƣơng a/ 55.560 W b/ 32.460 W c/ 32.460 W d/ 65.229W [3.28] Bắn bi thủy tinh (1) có khối lượng m với vận tốc m/s vào bi thép (2) đứng yên có khối lượng 3m.Tính độ lớn vận tốc bi sau va chạm, cho va chạm trực diện,đàn hồi? a/ v1 = 1,5 m/s ;v2 = 1,5 m/s b/v1 = m/s; v2 = 9m/s c/ v1 = m/s; v2 = 6m/s d/v1= m/s; v2 = 3m/s [3.29] Một đá ném xiên góc 30 so với phương ngang với động lượng ban đầu có độ lớn kgm/s từ mặt đất Độ biến thiên động lượng đá rơi tới mặt đất có giá trị (Bỏ qua sức cản): a/3 kgm/s b/4 kgm/s c/1 kgm/s d/2 kgm/s [3.30] Một vật có khối lượng 0,5 Kg trượt không ma sát mặt phẳng ngang với vận tốc 5m/s đến va chạm vào tường thẳng đứng theo phương vuông góc với tường Sau va chạm vật ngược trở lại phương cũ với vận tốc 2m/s Thời gian tương tác 0,2 s Lực tường tác dụng có độ lớn bằng: a/1750 N b/17,5 N c/175 N d/1,75 N [3.31] Một vật rơi tự từ độ từ độ cao 120m Lấy g=10m/s2 Bỏ qua sức cản Tìm độ cao mà động vật lớn gấp đôi năng: a/10m b/30m c/20m d/40 m [3.32] Chọn phương án tổng quát nhất: Cơ hệ vật Trái Đất bảo toàn khi: a/ Không có lực cản, lực ma sát b/Vận tốc vật không đổi c/ Vật chuyển động theo phương ngang d/Lực tác dụng lực trọng trường [3.33] Một ô tô tải khối lượng ô tô khối lượng 1300kg chuyển động chiều đường với vận tốc không đổi 54km/h Động ô tô hệ quy chiếu gắn với ô tô tải a/ 416250J b/ 380100J c/ 0J d/ 427100J [3.34] Một viên đạn bay thẳng đứng lên phía với vận tốc 200 m/s nổ thành hai mảnh Hai mảnh chuyển động theo hai phương tạo với đường thẳng đứng góc 600 Hãy xác định vận tốc mảnh đạn a/ v1 = 200 m/s ; v2 = 100 m/s ; v hợp với v1 góc 60o b/ v1 = 400 m/s ; v2 = 400 m/s ; v hợp với v1 góc 120o c/ v1 = 100 m/s ; v2 = 200 m/s ; v hợp với v1 góc 60o d/ v1 = 100 m/s ; v2 = 100 m/s ; v hợp với v1 góc 120o [3.35] Một viên đạn khối lượng m1 = 10g bắn với vận tốc v1 vào bia gỗ có khối lượng m = 1kg treo sợi dây khối lượng không đáng kể dài 1m bị giữ lại Sau bắn, bia đạn lệch góc 60 so với phương thẳng 26 Bài tập Vật lý đại cƣơng đứng Bỏ qua nhiệt lượng mát ma sát đạn di chuyển 600 gỗ cho g = 10m/s2, xác định vận tốc ban đầu v1 a/ 1000 m/s b/ 500 m/s v1 m c/ 550 m/s d/ 319,4m/s m1 [3.36] So sánh công lực tác dụng lên xe để vận tốc tăng từ m/s đến 30 m/s: a/ Nhỏ công lực tác dụng để xe tăng vận tốc từ 30 m/s đến 60 m/s b/ Bằng với công lực tác dụng để xe tăng vận tốc từ 30 m/s đến 60 m/s c/ Lớn công lực tác dụng để xe tăng vận tốc từ 30 m/s đến 60 m/s d/ Bằng với công lực tác dụng để xe tăng vận tốc từ 40 m/s đến 70 m/s [3.37] Một trường biểu diễn hàm năng: U(x,y,z) = 2x3y4 + z2 xy (J) Công dịch chuyển chất điểm từ điểm P(1,1, 2) đến điểm Q (0,0,1) bằng: a/ J b/ -6 J c/ 10 J d/ -10 J [3.38] Hai xe có khối lượng công suất Xe thứ có vận tốc gấp đôi xe thứ Tỷ số gia tốc xe xe bằng: a/ b/ 0,5 c/ d/ Tất sai 27 Bài tập Vật lý đại cƣơng CHƢƠNG 4: CƠ HỌC VẬT RẮN A Tóm tắt công thức: Toạ độ khối tâm G hệ n chất điểm không gian: n X mi x i i 1 n m i 1 n ;Y mi yi i 1 n i m i 1 n ;Z i m z i 1 n i m i 1 i , i mi, (xi, yi, zi) khối lượng toạ độ chất điểm thứ i hệ có n chất điểm Vectơ mômen lực: M r Ft , r vectơ bán kính, Ft thành phần lực theo phương tiếp tuyến với đường tròn bán kính r Phương trình chuyển động quay: M I. , I mômen quán tính Mômen quán tính: - Của chất điểm khối lượng m trục quay: I = mr2 , r khoảng cách từ chất điểm đến trục quay - Của hệ n chất điểm trục quay: I = n m r i 1 i i , ri khoảng cách từ chất điểm thứ i đến trục quay - Của vật rắn trục quay : I = r dm v r khoảng cách từ phần tử khối lượng dm đến trục quay - Của mảnh khối lượng m, chiều dài l, trục thẳng góc với qua tâm thanh: I m 12 - Của đĩa tròn trụ đặc, khối lượng m, bán kính R trục đĩa: I mR 2 - Của vành tròn trụ rỗng, khối lượng m, bán kính R trục nó: I = mR2 - Của khối cầu đặc, khối lượng m, bán kính R đường kính nó: I mR - Của vỏ cầu , khối lượng m, bán kính R đường kính nó: I mR - Của vật rắn trục bất kỳ: I = IG + md2 IG mômen quán tính vật rắn trục quay qua khối tâm Động năng: 28 Bài tập Vật lý đại cƣơng 1 - Vật rắn quay: Wd I2 2 - Vật rắn lăn không trượt: Wd mv I2 Định luật bảo toàn mômen động lượng: Khi M L ( ri m i v i ) = const i - Đối với vật rắn: L I - Đối với hệ chất điểm: L I i i i B Bài tập: I Phần tự luận: [4.1] Một mảnh đồng chất có chiều dài l = 1m, trọng lượng P = 5N, quay xung quanh trục thẳng góc với qua điểm Tìm gia tốc góc mômen lực tác dụng lên M = 0,1Nm ĐS: 2,25 rad/s2 [4.2] Một trụ đặc khối lượng m = 100 kg, quay quanh trục nằm ngang trùng với trục trụ Trên trụ có sợi dây không giãn trọng lượng không đáng kể Đầu tự dây có treo vật nặng khối lượng m1 = 20kg Để vật nặng tự có chuyển động Tìm gia tốc vật nặng sức căng dây ĐS: a = 2,8m/s2 T = 140N [4.3] Một vô lăng hình đĩa tròn có khối lượng m, bán kính R quay với vận tốc góc 1 Dưới tác dụng lực ma sát, vô lăng dừng lại sau t giây Hãy tính mômen lực ma sát ĐS: M mR 1 2t [4.4] Áp dụng định lý Stâyne- Huyghens để tính mômen quán tính khung hình vuông đồng chất thiết diện đều, khối lượng m, cạnh a trục thẳng góc tâm với mặt phẳng hình vuông ĐS: I ma [4.5] Một trụ đặc khối lượng M lăn không trượt mặt phẳng nằm ngang tác dụng lực kéo F Tìm gia tốc khối trụ ĐS: F F a M [4.6] Một vỏ hình cầu mỏng có bán kính 1,9m Một mômen quay 960Nm tác dụng vào vật, truyền cho vật gia tốc góc 6,2 rad/s2 quanh trục qua tâm a/ Mômen quán tính vỏ hình cầu trục quay bao nhiêu? b/ Tính khối lượng vỏ cầu 29 Bài tập Vật lý đại cƣơng CHƢƠNG 6: PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƢỞNG – KHÍ THỰC A Tóm tắt công thức: Cácđịnh luật thực nghiệm chất khí: - Định luật Bôlơ – Mariốt cho trình đẳng nhiệt: pV = const V = const T p - Định luật Gay –luytxăc cho trình đẳng tích: = const T - Định luật Dalton: phh = p i - Định luật Gay –luytxăc cho trình đẳng áp: Phương trình trạng thái khí lý tưởng: pV m RT p, V, T áp suất, thể tích, nhiệt độ khối khí lý tưởng, khối lượng phân tử, R số khí lý tưởng - Nếu p đo at, V đo lit, R = 0,0848 lit at mol.K - Nếu p đo N/m2, V đo m3, R = 8,31 Khối lượng riêng khí lý tuởng: J mol.K p. RT Phương trình trạng thái khí thực (phương trình Vandervance): m2 a m m p . V b RT V a hệ số tỷ lệ, b cộng tích; a, b phụ thuộc vào loại khí B Bài tập: I Phần tự luận: [6.1] Có 40g khí ôxy chiếm thể tích lit nhiệt độ: T = 292,5 K a Tính áp suất khối khí b Cho khối khí nở đẳng áp đến thể tích lit Hỏi nhiệt độ khối khí sau giãn nở ĐS: a p1 10 at b T2 = 390 K [6.2] Có 10g khí hidrô áp suất 8,2at đựng bình tích 20 lit a/ Tính nhiệt độ khối khí b/ Hơ nóng đẳng tích khối khí đến áp suất at Tính nhiệt độ khối khí sau hơ nóng ĐS: T1 = 387K, T2 = 425K 33 Bài tập Vật lý đại cƣơng [6.3] Có 10kg khí đựng bình, áp suất 107N/m2 Người ta lấy bình môt lượng khí áp suất khí lại bình 2,5.10 6N/m2 Coi nhiệt độ khối khí không đổi Tìm lượng khí lấy ĐS: m 7,5 kg [6.4] Một hỗn hợp khí có 2,8 kg khí nitơ 3,2kg khí ôxy nhiệt độ 170C áp suất 4.105N/m2 Tìm thể tích hỗn hợp ĐS: V = 1,205 m3 [6.5] Có 12g khí chiếm thể tích lit nhiệt độ 0C Sau hơ nóng đẳng áp, khối lượng riêng 6.10-4 g/cm3 Tìm nhiệt độ khối khí sau hơ nóng ĐS: T2 = 14000K [6.6] Một bình chứa khí nén nhiệt độ 270C áp suất 40at Tìm nhiệt độ khối khí có nửa lượng khí thóat khỏi bình áp suất hạ xuống 19at ĐS: T2 = 285K [6.7] Một khí cầu thể tích V Người ta bơm vào khí hiđrô 20 0C áp suất 750mmHg Nếu giây bơm 25g thời gian bơm 2g45ph Hỏi thể tích V ĐS: V = 3017m3 [6.8] Cho tác dụng axit Sulfuaric lên đá vôi (CaCO3) ta thu 1320cm3 khí carbonic (CO2) nhiệt độ 220C áp suất 1000mmHg Hỏi lượng đá vôi tham gia phản ứng ĐS: m = 7,18.10-3kg [6.9] Có 10g khí ôxy nhiệt độ 100C , áp suất 3at Sau hơ nóng đẳng áp, khối khí chiếm thể tích 10 lit Tìm: a/ Thể tích khối khí trước giãn nở c/ Khối lượng riêng khối khí trước giãn nở b/ Nhiệt độ khối khí sau giãn nở d/ Khối lượng riêng khối khí sau giãn nở ĐS: a/ V1 = 2,4.10-3m3 b/ T2 = 11320K c/ = g/l d/ =1g/l [6.10] Một bình kín tích V = 0,5m3 chứa 0,6 kmol khí CO2 áp suất 3.106N/m2 Hỏi áp suất khối khí tăng lên gấp hai lần nhiệt độ khối khí tăng lên lần nếu: a/ Xem CO2 khí thực, biết a = 3,64.105 Jm3/kmol2 b Xem CO2 khí lý tưởng ĐS: a/ 1,85 lần b/ lần II Phần trắc nghiệm: [6.1] Chọn phát biểu đúng: a/ Khí lý tưởng khí có khối lượng phân tử nhỏ b/ Khí thực khí có khối lượng phân tử lớn c/ Chỉ có khí lý tưởng tuân theo định luật thực nghiệm chất khí d/ Tất 34 Bài tập Vật lý đại cƣơng [6.2] Chọn phát biểu đúng: a/ Đường đẳng nhiệt hệ tọa độ (p, V) đường thẳng qua gốc tọa độ b/ Áp suất chất khí lên thành bình chứa không thay đổi vừa tăng thể tích vừa tăng nhiệt độ c/ Cả a/ b/ d/ Cả a/ b/ sai Đề dùng cho câu [6.3], [6.4]: Một bình kín tích 5,088 lit, nhiệt độ T =300K, chứa hỗn hợp khí lý tưởng bao gồm 0,1 mol ôxy; 0,2 mol nitơ 0,3 mol cacbônic [6.3] Tìm áp suất hỗn hợp a/ p = 3at b/ p = 4at c/ p = 5at d/ p = 6at [6.4] Khối lượng phân tử trung bình hỗn hợp khí là: a/ 32,17g/mol b/ 36,67g/mol c/ 41,12g/mol d/ Tất sai [6.5] Một bình kín chứa khối khí nitơ nhiệt độ 200C, áp suất 2at Hỏi khối khí có khối lượng riêng bao nhiêu, xem khối khí lý tưởng a/ 1g/l b/ 2g/l c/ 2,254 g/l d/ 3,2g/l [6.6] Một mol khí lý tưởng điều kiện chuẩn bị nén vào bình lit, nhiệt độ 770C Tính áp suất khí a/ p = 3,7at b/ p = 4,13at c/ p = 4,85at d/ p = 5,936at [6.7] mol khí ôxy chứa bình kín nhiệt độ 300K, áp suất 6at tích: a/ 12,72 lit b/ 14,72 lit c/ 16,27 lit d/ Tất sai [6.8] Một bình kín chứa khối khí lý tưởng áp suất 2at Lấy bớt khí khỏi bình để để áp suất giảm lượng 0,78at, trình đẳng nhiệt Tính khối lượng riêng khí lại bình Cho biết lúc đầu, khí bình có khối lượng riêng 3g/l a/ 0,83gl b/ 1,83g/l c/ 2,38g/l d/ 2,83g/l Đề dùng cho câu [6.9], [6.10]: Một khối khí nitơ tích 8,3 lit, áp suất 15at nhiệt độ 300K [6.9] Tính khối lượng khối khí a/ 100g b/ 127g c/ 137g d/ Tất sai [6.10] Hơ nóng đẳng tích khối khí đến nhiệt độ 400K Hãy tính áp suất khối khí sau hơ nóng a/ 5at b/ 10at 35 Bài tập Vật lý đại cƣơng c/ 15at d/ 20at [6.11] Chọn câu sai a/ Vật chất cấu tạo từ phân tử riêng biệt b/ Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng c/ Vận tốc trung bình chuyển động hỗn độn phân tử tạo nên vật lớn nhiệt độ vật thấp d/ Các phân tử tương tác với lực hút lực đẩy [6.12] Một dây tóc bóng đèn chứa khí trơ 270 C.và áp suất 0,6at Khi đèn sáng, áp suất không khí bình 1at không khí làm vỡ bóng đèn Coi dung tích bóng đèn không thay đổi Nhiệt độ không khí bóng đèn cháy sáng a/ 2270 C b/3800 C c/ 4500 C d/ 5000 C [6.13] Khi thể tích bình tăng gấp lần, nhiệt độ giảm nửa áp suất lượng khí chứa bình sẽ: a/ tăng gấp đôi b/ tăng lần c/ giảm lần d/ không đổi [6.14] Trong bình kín chứa khí nhịêt độ 270C áp suất 2atm, đun nóng đẳng tích khí bình lên đến 870C áp suất khí lúc là: a/ 24atm b/ 2,4atm c/ 2atm d/0,24atm [6.15] Có 20g Oxi nhịêt độ 20 C Áp suất 2atm, thể tích khối khí áp suất là: a/ V = 3,457l b/V = 34,57l c/ V = 3,754l d/ V = 7,516l [6.16] Khi nhiệt độ không đổi, khối lượng riêng chất khí phụ thuộc vào áp suất khí theo hệ thức sau đây? a/ p12 p21 ; b/ p11 p22 ; c/ ~ ; p d/ .p HS [6.17] Đồ thị sau phù hợp với định luật Bôilơ-Mariốt lượng khí xác định hai nhiệt độ khác (T1>T2)? a/ b/ p T1 p T2 T1 T2 v O c/ O d/ v O T1 T2 T T p O T1 T2 T 36 Bài tập Vật lý đại cƣơng [6.18] Khi thể tích bình tăng gấp lần, nhiệt độ giảm nửa áp suất lượng khí chứa bình sẽ: a/ tăng gấp đôi b/ tăng lần c/ giảm lần d/ không đổi [6.19] Khi nung nóng đẳng tích lượng khí lí tưởng làm nhiệt độ tăng thêm 100C áp suất tăng thêm lần áp suất ban đầu Nhiệt độ ban đầu lượng khí là: a/ 400 K b/ 600 K c/ 400 C d/ 6000 C [6.20] Một xilanh kín đuợc chia làm hai phần píttông cách nhiệt Mỗi phần có chiều dài l0 = 30cm, chưa lượng khí giống 270C Nung nóng phần thêm 100C làm lạnh phần 100C Độ dịch chuyển pittông bao nhiêu? Chọn kết đung kết sau đây: a/ 1cm b/ 0,51cm c/ 10cm d/10,5cm [6.21] Chất khí bình có nhiệt độ 00C có áp suất p để áp suất chất khí tăng lên lần cần nung khí đến nhiệt độ: a/ 8190C b/ 910C c/ 2730C d/ 5460C [6.22] Một bình nạp khí nhiệt độ 330C áp suất 300kPa Sau bình chuyển đến nơi có nhiệt độ 370C Độ tăng áp suất khí bình a/ 3,92 kPa b/ 4,93 kPa c/ 3,24kPa d/ 5,42 kPa [6.23] Coi áp suất không khí phòng khối lượng riêng không khí phòng nhiệt độ lớn khối lượng riêng không khí sân nắng nhiệt độ lần? Chọn phương án trả lời phương án sau: a/ 10,5 lần b/ 1,5 lần c/ 1,05 lần d/ 15 lần [6.24] Một khối khí lí tưởng tích 10 lít, nhiệt độ 270C, áp suất 1atm biến đổi qua hai trình: Quá trình (1): đẳng tích áp suất tăng gấp Quá trình (2): đẳng áp, thể tích sau 15 lít Nhiệt độ sau khí giá trị sau đây: a/ 90K b/900K c/9000K d/Một giá trị khác 37 Bài tập Vật lý đại cƣơng CHƢƠNG 7: NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG HỌC A Tóm tắt công thức: Nguyên lý thứ nhiệt động học: U A Q A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ sinh công Q > 0: hệ thu nhiệt; Q < 0: hệ tỏa nhiệt c Nhiệt dung riêng: Q m.dT Mối liên hệ nhiệt dung riêng nhiệt dung mol: C = c Độ biến thiên nội khí lý tưởng: U m i R.T đó: i bậc tự khí lý tưởng Quá trình đẳng tích: - Công A = - Nhiệt lượng: Q m C V T , với C V = i.R/2 nhiệt dung mol đẳng tích Quá trình đẳng áp: - Công: A = p(V1 – V2) - Nhiệt lượng: Q i2 m R nhiệt dung mol đẳng áp C p T , với C p Quá trình đẳng nhiệt: Q = - A A p V m m R.T ln A R.T ln p1 V2 Quá trình đọan nhiệt: Q = A = U p V p1 V1 m i R.T = 2 1 p.V const , T.V 1 const , với hệ số poatxông B Bài tập: I Phần tự luận: [7.1] Tìm nhiệt dung riêng đẳng áp chất khí biết khối lượng kilômol khí 30kg/kmol, hệ số = 1,4 ĐS: cp= 969J/kg.K [7.2] 160g khí ôxy nung nóng từ nhiệt độ 500C đến 600C Tìm nhiệt lượng mà khí nhận độ biến thiên nội khối khí hai trình: a Đẳng tích b Đẳng áp ĐS: a Q = U =249 cal 38 Bài tập Vật lý đại cƣơng b Q = 349 cal, U = 249 cal [7.3] Một bình kín tích 2lit, đựng 12g khí Nitơ nhiệt độ 10 0C Sau hơ nóng, áp suất bình lên đến 104mmHg Tìm nhiệt lượng mà khối khí nhận được, biết bình giãn nở ĐS: Q = 4,14.103J [7.4] Nén đẳng nhiệt lit không khí áp suất 1at Tìm nhiệt lượng tỏa ra, biết thể tích cuối 1/10 thể tích lúc đầu ĐS: Q = - 676J [7.5] 10g khí ôxy nhiệt độ 100C, áp suất 3.105N/m2 Sau hơ nóng đẳng áp, thể tích khí tăng lên 10 lit Tìm: a Nhiệt lượng mà khối khí nhận b Nội khối khí trước sau hơ nóng ĐS: a Q = 7,9.103J b U1 = 1,84.103J, U2 = 7,5.103J [7.6] 2m3 khí giãn nở đẳng nhiệt từ áp suất p = 5at đến áp suất 4at Tính công khí sinh ra, nhiệt lượng cung cấp cho khối khí trình giãn nở ĐS: Q = -A = 2,19.105J [7.7] Một khối Nitơ áp suất p1 = 1at, thể tích V1= 10lit, giãn nở đẳng áp đến thể tích gấp đôi Tìm áp suất cuối công khối khí sinh ĐS: p1 = p2 = 1at, A = -9,8.102J [7.8] Một thủy lôi chuyển động nước nhờ không khí nén bình chứa thuỷ lôi phía sau Tính công khí sinh Biết thể tích bình chứa lít, áp suất không khí nén từ 100 at giảm xuống 1at ĐS: A’ = 2,19.105J [7.9] 1kg không khí nhiệt độ 300C áp suất 1,5at giãn nở đoạn nhiệt đến áp suất 1at Hỏi: a Thể tích không khí tăng lên lần? b Nhiệt độ không khí sau giãn nở c Công không khí sinh giãn nở (biết 29kg / kmol ñoä ) ĐS: a V2 = 1,33.V1 b T2 = 270 K c A = 2,3.104J [7.10] Một lực sĩ cần giảm trọng lượng định làm điều cách nâng vật nặng a/ Hỏi cần lần nâng vật nặng 80kg lên độ cao 1m để đốt cháy 0,45kg mỡ, giả thiết đốt cháy lượng mỡ nhiệt lượng 3500kcal b/ Nếu 2s vật nặng nâng lên lần, để làm điều nói cần thời gian? ĐS: a/ 18660,7 lần b/ t = 10 22 phút [7.11] Một buổi sáng, người chủ thức dậy thấy P B A bếp đun bị hỏng, định đun sôi nước cho 40 vợ pha cà phê cách lắc nước C 10 39 V Bài tập Vật lý đại cƣơng phích Giả thiết ông dùng 500cm3 nước nhiệt độ 15 0C, nước rơi sau lần lắc độ cao 0,3m Người chủ lắc 30 lần phút Bỏ qua mát nhiệt phích, hỏi phải thời gian để lắc nước sôi (Cho nhiệt dung riêng nước c = cal/g.K, khối lượng riêng nước 1000g/l) ĐS: ngày 36 phút [7.12] Một mẩu khí giãn nở từ 1m3 đến 4m3 áp suất giảm từ 40 Pa xuống 10 Pa Khí thực công áp suất thay đổi theo thể tích theo trình ABC, CDA ĐS: (ABC): A = -120J (CDA): A = 30J II Phần trắc nghiệm: [7.1] Nhiệt lượng mà khí lý tưởng nhận chuyển hết thành công mà khí sinh trình nào? a/ Đẳng áp b/ Đẳng nhiệt c/ Đẳng tích d/ Cả A, B, C [7.2] Câu sau sai? a/ Đối với chất khí lý tưởng trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận dùng để làm tăng nội khí b/ Đối với chất khí lý tưởng trình đẳng nhiệt, toàn nhiệt lượng mà chất khí nhận chuyển hết sang công mà khí sinh c/ Hiệu suất động nhiệt cho biết động mạnh hay yếu d/ Chuyển động bè trôi theo dòng sông biến đổi nhiệt lượng sang công [7.3] Câu sau sai? a/ Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng tổng động chuyển động nhiệt hạt cấu tạo nên hệ b/ Công tác động lên hệ làm thay đổi tổng động chuyển động hạt cấu tạo nên hệ tương tác chúng c/ Nội hệ bao gồm tổng động chuyển động nhiệt hạt cấu tạo nên hệ tương tác chúng d/ Độ biến thiên nội hệ tổng đại số nhiệt lượng công mà hệ nhận [7.4] Trong trình biến đổi đẳng áp khí lý tưởng thì: a/ Khí không thu nhiệt từ môi trường bên b/ Nhiệt lượng khí thu vào chuyển hoá thành công để chống lại ngoại lực c/ Nhiệt lượng khí thu chuyển thành nội chất khí d/ Nhiệt lượng khí thu phần chuyển thành nội chất khí, phần chuyển thành công để chống lại ngoại lực [7.5] Chọn cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống: Trong trình đẳng tích,…… 40 Bài tập Vật lý đại cƣơng a/ Hệ nhận nhiệt sinh công b/ Hệ nhận công nội tăng c/ Hệ nhận công truyền nhiệt d/ Hệ nhận nhiệt nội hệ tăng [7.6] Chọn phát biểu đúng: a/ Quá trình biến đổi đẳng nhiệt Q = b/ Biểu thức nguyên lý thứ nhiệt động học trình đẳng tích : Q= U c/ Biểu thức nguyên lý thứ nhiệt động học trình đẳng áp : Q=A d/ Tất [7.7] Khi nung nóng khối khí lý tưởng bình kín giãn nở kém, thì: a/ Q = U b/ Q = A c/ A + U = d/ Tất sai [7.8] Thể tích lượng khí bị nung nóng tăng từ 20 dm3 đến 40 dm3, nội tăng lượng 4,28 J Cho trình đẳng áp áp suất 1,5 10 Pa Nhiệt lượng truyền cho khí a/ 7280 J b/ -7280 J c/ -1280 J d/ 1280 J [7.9] Một bình kính chứa 2g khí hiđrô áp suất p1= 1atm nhiệt độ t1=270C Đun nóng bình để áp suất tăng lên đến p2= 10atm Tính độ biến thien nội khí Cho biết nhiệt dung riêng dẳng tích khí hiđrô CV=12,3J/kg.K a/ 66240J b/ 66042J c/ 66420J d/ 66204J [7.10] Nhiệt độ không khí phòng rộng 70m3 100C Sau sưởi ấm, nhiệt độ phòng C Tính công mà không khí phòng sinh dãn đẳng áp áp suất 100kPa a/ 359, 76kJ b/ 395, 76kJ c/ 369, 76kJ d/ 396, 76kJ Đề dùng cho câu [7.11], [7.12], [7.13]: Một bình kín chứa 14g Nitơ áp suất 1at nhiệt độ 27 0C Sau hơ nóng, áp suất bình lên tới 5at Hỏi: [7.11] Nhiệt độ khối khí sau hơ nóng là: a/ 1000K b/ 1300K c/ 1500K d/ Tất sai 41 Bài tập Vật lý đại cƣơng [7.12] Bình tích: a/ 10,25lit c/ 15lit [7.13] Nội khối khí tăng lượng: a/ 12,46.103J c/ 15kJ b/ 12,72lit d/ Tất sai b/ 13kJ d/ Tất sai [7.14] Sau nhận nhiệt lượng 149,1 cal, nhiệt độ 40g khí ôxy tăng từ 160C đến 400C Hỏi trình hơ nóng tiến hành điều kiện nào? a/ Quá trình đẳng tích c/ Quá trình đẳng nhiệt b/ Quá trình đẳng áp d/ Quá trình đoạn nhiệt [7.15] Một khối khí tích V=3 lít, p = 2.105N/m2, t=270C đun nóng đẳng tích dãn nở đẳng áp Khi dãn nở, nhiệt độ khí tăng thêm 300C Tính công mà khí thực a/ 50 J b/ 60 J c/ 70 J d/ 80 J [7.16] Một xilanh chứa 5g hiđrô C đậy pittông nặng Nén đẳng nhiệt khối khí đó, công lực 8000J, thể tích giảm lần Tính nhiệt lượng khí tỏa ra? a/ -16000J b/ -8000J c/ -4000J d/ 6000J [7.17] Một xylanh đặt thẳng đứng có tiết diện S=200cm2 pittông nặng F=1000N Trong xylanh có chứa mol khí t1=270C Để pittông di chuyển l = 30cm phải nung nóng khí lên đến nhiệt độ nào? Biết áp suất khí P0=105N/m2 a/ T2=403,8 K b/ T2=408,3 K c/ T2=503,8 K d/ T2=508,3 K Đề dùng cho câu [7.18], [7.19], Một khối Nitơ áp suất p1 = 1at, thể tích V1= 10lit, giãn nở đẳng nhiệt đến thể tích gấp đôi [7.18] Áp suất cuối khối khí là: a/ 0,3at b/ 0,5at c/ 0,7at d/ Tất sai [7.19] Công khí sinh là: a/ A = - 680J b/ A = 680J c/ A = 1000J d/ Tất sai [7.20] Nhiệt độ vật tăng lên nhiều ta thả rơi từ độ cao xuống đất bốn vật có thể tích (Coi toàn giảm dùng để làm nóng vật) a/ Vật chì, có nhiệt dung riêng 120J/kg.K 42 Bài tập Vật lý đại cƣơng b/ Vật nhôm, có nhiệt dung riêng 880J/kg.K c/ Vật đồng, có nhiệt dung riêng 380J/kg.K d/ Vật gang, có nhiệt dung riêng 550J/kg.K [7.21] Một bình kín tích 200lit, chứa khí ôxy áp suất 19,62.10 4Pa, có nhiệt độ 303K Hỏi cần phải cung cấp nhiệt lượng để nhiệt độ khối khí bình tăng đến 900C a/ 15,7kJ b/ 17kJ c/ 19,405kJ d/ 21,273kJ [7.22] Công có ích chất khí thực chu trình nhiệt động diễn tả theo đồ thị bên bằng: a/ 2.105 J b/ 4.105 J c/ 6.105 J d/ 9.105 J 43 Bài tập Vật lý đại cƣơng CHƢƠNG 8: NGUYÊN LÝ THỨ HAI NHIỆT ĐỘNG HỌC A Tóm tắt công thức: Hiệu suất động nhiệt: A ' Q1 Q ' Q1 Q1 Q1 nhiệt mà tác nhân nhận nguồn nóng, Q’2 nhiệt mà tác nhân nhả cho nguồn lạnh chu trình - Hiệu suất động nhiệt có tác nhân hoạt động theo chu trình cacnô: T2 T1 Hệ số làm lạnh máy lạnh: Q2 Q2 A Q1 'Q Q2 nhiệt tác nhân nhận nguồn lạnh, Q’1 nhiệt mà tác nhân nhả cho nguồn nóng chu trình - Đối với máy lạnh hoạt động theo chu trình Cacnô ngược: T2 T1 T2 Độ biến thiên entrôpi: - Quá trình đọan nhiệt: S = 0; - Quá trình đẳng nhiệt: S =Q/T; - Các trình khác: S hay: S p V m m C V ln C p ln p1 V1 T V m m C V ln R ln T1 V1 B Bài tập: II Phần tự luận: [8.1] Một máy nước có công suất 14,7kw Nhả cho nguồn lạnh nhiệt lượng 7800 cal Nhiệt độ nguồn nóng 2000C, nhiệt độ nguồn lạnh 380C Tìm hiệu suất thực tế máy So sánh hiệu suất với hiệu suất lý tưởng máy làm việc theo chu trình Cacnô, với nguồn nhiệt kể 1 31%, 2 34% ĐS: [8.2] Một động nhiệt lý tưởng chạy theo chu trình Cacnô, nhả cho nguồn lạnh 80% nhiệt lượng mà thu nguồn nóng Nhiệt lượng thu chu trình 1,5kcal Tìm: a/ Hiệu suất chu trình cacnô nói b/ Công mà động sinh chu trình ĐS: a/ 20% b/ A’ = 1254J [8.3] Một động ôtô có hiệu suất nhiệt 22% chạy 95 chu trình giây với công suất 120 mã lực 44 Bài tập Vật lý đại cƣơng a/ Động thực công chu trình? b/ Động hấp thụ nhiệt từ nguồn nóng chu trình? c/ Động thải nhiệt lượng cho nguồn lạnh? ĐS: a/ A = 942J b/ Q1 = 4282J c/ Q2 = 3340J [8.4] Một động nhiệt làm việc theo chu trình cacnô, sau chu trình sinh công A = 7,35.104J Nhiệt độ nguồn nóng 1000C, nhiệt độ nguồn lạnh 00C Tìm: a/ Hiệu suất động b/ Nhiệt lượng nhận nguồn nóng sau chu trình c/ Nhiệt lượng nhả cho nguồn lạnh sau chu trình ĐS: a/ =26,8% b/ Q1 = 27,4.104J c/ Q’2 = 20.104J [8.5] Nhiệt độ nước từ lò vào máy nước t = 2240C, nhiệt độ bình ngưng t2 = 270C Hỏi tốn nhiệt lượng Q = 1kcal ta thu công cực đại theo lý thuyết bao nhiêu? ĐS: A’ = 1,67kJ [8.6] Khi thực chu trình Cacnô, khí sinh công 8600J nhả nhiệt 2,5kcal cho nguồn lạnh Tính hiệu suất chu trình ĐS: = 45% [8.7] Khi thực chu trình Cacnô, khí nhận nhiệt lượng 10kcal từ nguồn nóng thực công 15kJ Nhiệt độ nguồn nóng 1000C Tính nhiệt độ nguồn lạnh ĐS: T2 = 239K [8.8] Một máy nhiệt lý tưởng, chạy theo chu trình cacnô, có nguồn nóng nhiệt độ 1170C, nguồn lạnh 270C Máy nhận nguồn nóng 63000 cal/s Tính: a/ Hiệu suất máy b/ Nhiệt lượng nhả cho nguồn lạnh giây ĐS: a/ = 23% b/ Q’2 = 48510cal/s [8.9] Một nhà sáng chế tuyên bố tạo động mà khoảng thời gian lấy 110MJ nhiệt lượng 415K nhả 50MJ nhiệt lượng 212K, công sinh 16,7kW Bạn có đầu tư vào dự án không? [8.10] Một tủ lạnh gia đình có = 4,7, rút nhiệt từ buồng lạnh với tốc độ 250J chu trình a/ Cần công chu trình để tủ lạnh họat động? b/ Trong chu trình có nhiệt lượng nhả cho phòng dùng làm nguồn nóng tủ lạnh? ĐS: a/ A = 53,2J b/ Q1 = 303,2J II Phần trắc nghiệm: [8.1] Chọn phát biểu đúng: a/ Động lý tưởng động có tác nhân khí lý tưởng 45 Bài tập Vật lý đại cƣơng b/ Chu trình Cacnô chu trình gồm hai trình giãn nở đẳng nhiệt, hai trình nén đẳng nhiệt c/ Động lý tưởng gọi động vĩnh cửu loại d/ Có phát biểu [8.2] Chọn phát biểu đúng: a/ Tác nhân động nhiệt nhận nhiệt từ nguồn nóng b/ Tác nhân máy lạnh nhả nhiệt cho nguồn lạnh c/ Hiệu suất động lý tưởng 100% d/ Cả phát biểu [8.3] Trong động nhiệt, nhiệt lượng hấp thụ gấp lần công sản xuất câu nhận xét sai a/ Hiệu suất động 1/3 b/ Nhiệt độ nguồn nóng lớn gấp lần nhiệt độ nguồn lạnh c/ Nhiệt lượng thải cho nguồn lạnh 2/3 lần nhiệt lượng hấp thụ d/ Công sản xuất 1/2 lần nhiệt lượng thải cho nguồn lạnh [8.4] Một động nhiệt lí tưởng nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 50kJ nhiệt độ nguồn nóng C nguồn lạnh C Tính hiệu suất cực đại động nhiệt lượng tỏa cho nguồn lạnh a/ H = 45, 6%, Q2=27,8kJ b/ H = 45, 6%, Q2=28,7kJ c/ H = 42, 6%, Q2=27,8kJ d/ H = 42, 6%, Q2=28,7kJ Đề dùng cho câu [8.5], [8.6], [8.7]: Một động nhiệt làm việc theo chu trình Cacnô, có công suất P = 73600W Nhiệt độ nguồn nóng 1000C, nhiệt độ nguồn lạnh 00C [8.5] Động có hiệu suất: a/ 17% b/ 27% c/ 37% d/ 47% [8.6] Nhiệt lượng mà tác nhân nhận nguồn nóng phút là: a/ 16355kJ b/ 18000kJ c/ 20000kJ d/ Tất sai [8.7] Nhiệt lượng mà tác nhân nhả cho nguồn lạnh phút là: a/ 7853kJ b/ 9000kJ c/ 11939kJ d/ Tất sai [8.8] Một động nhiệt nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 50kJ Nhiệt độ nguồn nóng 493 K nguồn lạnh 283 K Tính nhiệt lượng tỏa cho nguồn lạnh? a/ 27, 8kJ b/ 28, 7kJ c/ 26, 8kJ d/ 24, 2kJ 46 Bài tập Vật lý đại cƣơng [8.9] Một động nhiệt lí tưởng hoạt động hai nguồn nhiệt công mà động thực 2kJ Hiệu suất động là: a/ 20% b/ 12,54% c/ 76,4% d/ 74,6% [8.10] Một động nhiệt hoạt động theo chu trình Ca-nô thuận nghịch Trong chu trình, tác nhân nhận nhiệt lượng 1500J từ nguồn nóng sinh công 600J Trong chu trình, tác nhân truyền cho nguồn lạnh nhiệt lượng là: a/ Q = 600J b/ Q = 900J c/ Q = 1500J d/ Q = 2100J [8.11] Một động làm việc sau thời gian tác nhân nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng Q1=1,5.106J, truyền cho nguồn lạnh nhiệt lượng Q2=1,2.106J Hiệu suất thực động a/ 10% b/ 15% c/ 18% d/ 20% Đề dùng cho câu [8.12], [8.13], [8.14], [8.15]: Người ta nung nóng 1kg không khí điều kiện áp suất không đổi từ t = 200C đến t2 = 1100C Tính nhiệt lượng cần cung cấp, công sinh ra, độ biến thiên nội độ biến thiên entrôpi, (cho i = 6) [8.12] Nhiệt lượng cần cung cấp cho khối khí là: a/ 24,82 kcal b/ 28 kcal c/ 40 kcal d/ 21,6kcal [8.13] Công khối khí thực trình là: a/ 14,62 kcal b/ 10 kcal c/ kcal d/ A = - 6,2kcal [8.14] Nội khối khí biến thiên lượng: a/ 14,57 kcal b/ 16 kcal c/ 18,62 kcal d/ Tất sai [8.15] Độ biến thiên entrôpi khối khí là: a/ 60,57 cal/K b/ 70,89 cal/K c/ 73,45 cal/K d/ Tất sai [8.16] Một mol khí đơn nguyên tử, ban đầu trạng thái tích 15lit, nhiệt độ 200K, nung nóng đẳng tích đến trạng thái có nhiệt độ 400K, sau giãn đẳng nhiệt tới trạng thái 3, từ trạng thái nén đẳng áp để trạng thái Nhiệt lượng hệ nhận chu trình là: a/ 2500J b/ 3245J c/ 4kJ d/ 4797,021J 47 [...]... đều sai [7.20] Nhiệt độ của vật nào tăng lên nhiều nhất khi ta thả rơi từ cùng một độ cao xuống đất bốn vật có cùng thể tích (Coi như toàn bộ giảm cơ năng dùng để làm nóng vật) a/ Vật bằng chì, có nhiệt dung riêng là 120J/kg.K 42 Bài tập Vật lý đại cƣơng 1 b/ Vật bằng nhôm, có nhiệt dung riêng là 880J/kg.K c/ Vật bằng đồng, có nhiệt dung riêng là 380J/kg.K d/ Vật bằng gang, có nhiệt dung riêng là 550J/kg.K... cho một vật cân bằng thì hợp lực của các lực đặt vào vật phải bằng 0 a/ Có chuyển động tịnh tiến b/ Có chuyển động thẳng nhanh dần đều c/ Có chuyển động quay d/ Trục quay đi qua trọng tâm vật [4.2] Chọn phát biểu đúng Xét một vật rắn quay: a/ Muốn cho vật cân bằng thì mômen lực tác dụng lên vật bằng 0 b/ Muốn cho vật cân bằng thì tổng lực tác dụng lên vật bằng 0 c/ Mọi lực tác dụng vào vật có giá không... là khí thực, biết a = 3,64.105 Jm3/kmol2 b Xem CO2 là khí lý tưởng ĐS: a/ 1,85 lần b/ 2 lần II Phần trắc nghiệm: [6.1] Chọn phát biểu đúng: a/ Khí lý tưởng là khí có khối lượng phân tử nhỏ b/ Khí thực là khí có khối lượng phân tử lớn c/ Chỉ có khí lý tưởng mới tuân theo các định luật thực nghiệm về chất khí d/ Tất cả đều đúng 34 Bài tập Vật lý đại cƣơng 1 [6.2] Chọn phát biểu đúng: a/ Đường đẳng nhiệt... đình có = 4,7, nó rút nhiệt từ buồng lạnh với tốc độ 250J trong mỗi chu trình a/ Cần bao nhiêu công trong một chu trình để tủ lạnh họat động? b/ Trong mỗi chu trình có bao nhiêu nhiệt lượng nhả ra cho căn phòng dùng làm nguồn nóng của tủ lạnh? ĐS: a/ A = 53,2J b/ Q1 = 303,2J II Phần trắc nghiệm: [8.1] Chọn phát biểu đúng: a/ Động cơ lý tưởng là động cơ có tác nhân là khí lý tưởng 45 Bài tập Vật lý đại. .. dụng vào vật có giá không qua trọng tâm sẽ làm cho vật chuyển động quay d/ Có 2 phát biểu đúng [4.3] Mômen quán tính của quả đất với trục quay qua tâm của nó nếu bán kính quả đất là R, và khối lượng là M sẽ là: 30 Bài tập Vật lý đại cƣơng 1 2 5 a/ I MR 2 2 3 b/ I MR2 7 5 c/ I MR2 d/ Tất cả đều sai Đề bài dùng cho câu [4.4], [4.5]: Một đĩa mài có mômen quán tính 1,2.10-3kgm2 được gắn vào một cái... 400K Hãy tính áp suất của khối khí sau khi hơ nóng a/ 5at b/ 10at 35 Bài tập Vật lý đại cƣơng 1 c/ 15at d/ 20at [6.11] Chọn câu sai a/ Vật chất được cấu tạo từ những phân tử riêng biệt b/ Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng c/ Vận tốc trung bình của chuyển động hỗn độn của các phân tử tạo nên vật càng lớn thì nhiệt độ của vật càng thấp d/ Các phân tử tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy... khối khí lí tưởng có thể tích 10 lít, nhiệt độ 270C, áp suất 1atm biến đổi qua hai quá trình: Quá trình (1): đẳng tích áp suất tăng gấp 2 Quá trình (2): đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít Nhiệt độ sau cùng của khí là giá trị nào sau đây: a/ 90K b/900K c/9000K d/Một giá trị khác 37 Bài tập Vật lý đại cƣơng 1 CHƢƠNG 7: NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG HỌC A Tóm tắt công thức: 1 Nguyên lý thứ nhất nhiệt... lý đại cƣơng 1 d) Không có câu nào đúng [4.13] Moment quán tính của vật rắn đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho: a/ Tác dụng lực lên vật rắn trong chuyển động quay xung quanh trục b/ Quán tính của vật rắn trong chuyển động quay xung quanh trục c/ Quán tính của vật rắn trong chuyển động tịnh tiến dọc theo trục d/ Quán tính của vật rắn trong chuyển động tổng quát của vật rắn [4.14] Biểu thức... bình kín có thể tích 200lit, chứa khí ôxy ở áp suất 19,62.10 4Pa, có nhiệt độ 303K Hỏi cần phải cung cấp một nhiệt lượng là bao nhiêu để nhiệt độ khối khí trong bình tăng đến 900C a/ 15,7kJ b/ 17kJ c/ 19,405kJ d/ 21,273kJ [7.22] Công có ích được chất khí thực hiện trong một chu trình nhiệt động được diễn tả theo đồ thị bên bằng: a/ 2.105 J b/ 4.105 J c/ 6.105 J d/ 9.105 J 43 Bài tập Vật lý đại cƣơng... tượng được giải thích bằng: a/ Định luật bảo toàn cơ năng b/ Định luật bảo toàn động lượng c/ Định luật bảo toàn moment động lượng d/ Không có câu nào đúng [4.12] Động lượng của khối tâm của một hệ chất điểm có giá trị bằng: a/ Tổng động lượng của các chất điểm b/ Tổng động lượng các chất điểm chia cho khối lượng của hệ c/ Tổng động lượng các chất điểm nhân cho khối lượng của hệ 31 Bài tập Vật lý đại cƣơng