Bài Bài giảng lý thuyết VẬT LÝ ĐẠI HỌC Giảng viên: ĐẶNG THỊ MINH HUỆ Chương 17 +18: Nhiệt độ, Nhiệt lượng Nhiệt dung Có xác khơng nói nhật hoa chứa nhiệt lượng ? 8.1 Khái niệm Nhiệt độ Nhiệt kế thang đo Nhiệt độ trạng thái cân nhiệt - Mục 17.1 a) ĐN nhiệt độ:  Q/điểm “vĩ mô”: nhiệt độ thước đo độ nóng, lạnh  Q/điểm “vi mô”: nhiệt độ thước đo mức độ c/động hỗn loạn phân tử vật chất + Trong chương xét nhiệt độ theo q/đ vĩ mô + Để nhiệt độ thước đo độ nóng, lạnh ta cần xây dựng thang nhiệt độ theo đặc tính đo hệ Dụng cụ đo gọi nhiệt kế VD: L, p, R thay đổi theo độ nóng lạnh vật b) Trạng thái cân nhiệt: “Hai hệ trạng thái cân nhiệt chúng có nhiệt độ” Vậy: Khi nhiệt kế trạng thái cân nhiệt với vật cần đo cho ta biết nhiệt độ vật cần đo nhiệt độ c) Đ/l không nhiệt động lực học “Nếu ban đầu C trạng thái cân nhiệt với A B A B trạng thái cân nhiệt với nhau” Nhiệt kế thang đo nhiệt độ - Mục 17.2  Nhiều đặc tính vật chất, tượng phụ thuộc vào nhiệt độ Điều cho phép đo nhiệt độ vật chất  Dụng cụ đo: Nhiệt kế: + Nhiệt kế giãn nở nhiệt + Nhiệt kế điện trở + Nhiệt kế pin nhiệt điện  Nguyên tắc đo: cho nhiệt xúc với vật cần đo chờ cho nhiệt kế đạt đến trạng thái cân nhiệt với vật, lúc ta đọc nhiệt độ ghi nhiệt kế  Các thang đo nhiệt độ a) Thang nhiệt độ Celsi (thang bách phân): T(C) + K/hiệu mực c/lỏng nhiệt kế n/độ đông đặc nước tinh khiết “0”; nhiệt độ sôi “100” + Thang đo : từ 00C đến 1000 C , tương ứng với trăm khoảng chia từ mực “0” đến “100” Vậy: 10C tương ứng với khoảng thang đo nhiệt kế b) Thang nhiệt độ Fahrenheit T(F) Nhiệt độ đông đặc nước 32o F nhiệt độ sôi 212o F (180 khoảng = 180 độ chia) Do : + Thang đo có 180 khoảng, 1khoảng ứng với 1độ F (1F) + Chuyển đổi nhiệt độ hai thang độ C độ F: TF = TC + 32o (17.1) TC = (TF − 32 o ) (17.2) c) Nhiệt kế khí - Thang Kelvin - Mục 17.3  Nhiệt kế khí  Hoạt động dựa nguyên lý: áp suất khối khí tích khơng đổi tăng theo nhiệt độ  Nguyên tắc đo: Đo áp suất khí nhiệt độ 0oC 100o, sau biểu diễn hai trạng thái hệ toạ độ 0pT vẽ đường thẳng qua hai điểm Đường thẳng cho phép ta đọc nhiệt độ ứng với áp suất từ đồ thị (Do p = α T) NX: Rõ ràng các đồ thị có đường kéo dài qua điểm nhiệt độ -273,15oC áp suất p =  Thang nhiệt độ kelvin T(K) + Ta lấy điểm nhiệt độ -273,15oC làm điểm cho thang nhiệt độ Gọi thang nhiệt độ kelvin TK = TC + 273,15 (17.3) + Đặc điểm: thang đo không phụ thuộc vào tính chất vật liệu nên gọi thang đo lý tưởng Chú ý + Đối với thang kelvin khơng có “độ” kenvin VD: Viết 293 K đọc 293 kenvin độ kenvin) + Chỉ viết hoa Kelvin đề cập tới thang nhiệt độ + Hai thang Celsi Kelvin có điểm khác có độ chia giống nên độ biến thiên nhiệt độ hai thang khác thang Fahrenheit 8.2 Nhiệt lượng Đo nhiệt lượng chuyển pha Nhiệt lượng (Q) - Mục 17.5 + Tương tác nhiệt chuyển hoá NL từ vật sang vật khác + Sự chuyển hoá NL xảy có chênh lệch nhiệt độ gọi trao đổi nhiệt Sự chuyển hố NL gọi dòng nhiệt truyền nhiệt Lượng lượng chuyển hoá theo cách gọi nhiệt lượng (nhiệt)  ĐN: “Nhiệt lượng Q lượng NL chuyển hố hai vật hai hệ có chênh lệch nhiệt độ chúng”  BT: Nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ vật chất có k/lg m từ T1 đến T2 Q = mc∆ T = nC∆ T (17.17) (C = Mc nhiệt dung phân tử, c nhiệt dung riêng -sẽ n/c kỹ chương sau)  Đơn vị: jun (J), calo (cal) ; 1cal = 4,186 J  YN: dạng NL trao đổi trình trao đổi nhiệt  Dac diem: Q ko chứa vật, hệ có giá trị ko phụ thuộc vào ∆ T mà cịn phụ thuộc vào q trình trao đổi nhiệt Chú ý: Chỉ áp dụng ∆ T ≠0; dQ = mcdT biểu thức tuý tốn học, khơng có ý nghĩa vật lý Chú ý: Cần phân biệt rõ nhiệt độ nhiệt lượng: + N/độ phụ thuộc vào trạng thái vật lý vật chất mơ tả định lượng nóng lạnh vật + Nhiệt lượng Q lượng truyền từ vật (hệ) đến vật (hệ) khác có chênh lệch nhiệt độ + Q lượng dự trữ bên hệ cụ thể Q có giá trị phụ thuộc vào dạng trình trao đổi nhiệt có ∆T -Trao đổi nhiệt + Có thể thay đổi n/độ vật: -Thực cơng học Phép đo nhiệt lượng Nhiệt chuyển pha - Mục 17.6 a) Đo nhiệt lượng: - Dựa nguyên lý: hệ cô lập gồm hai vật truyền nhiệt cho phần nhiệt mà vật phải phần nhiệt mà vật nhận vào - Phương pháp đo: đo nhiệt độ tương tác nhiệt, từ tính tốn nhiệt lượng theo cơng thức (17.17) b) Sự chuyển pha + Khái niệm “pha” dùng để (hoặc mô tả) trạng thái đặc biệt vật chất, rắn; lỏng khí: pha lỏng, pha rắn, pha khí + Sự chuyển hố từ pha sang pha khác gọi chuyển pha VD nước chuyển từ pha rắn sang pha lỏng 0C c) Nhiệt chuyển pha  Nhiệt nóng chảy: Là nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy đơn vị khối lựợng chất rắn nhiệt độ nóng chảy Kí hiệu Lf  Điểm (nhiệt độ) nóng chảy: nhiệt độ mà có chuyển pha từ pha rắn sang pha lỏng  Ta thêm nhiệt vào hệ nhiệt độ nóng chảy để làm tăng thêm nhiệt độ cho hệ mà để thay đổi pha từ rắn sang lỏng Vậy: Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy khối chất có khối lượng m có nhiệt nóng chảy Lf : Q = mLf  Nhiệt đông đặc: nhiệt lượng cần thiết lấy khỏi hệ để làm đông đặc đơn vị khối lượng chất lỏng nhiệt độ đơng đặc + Nđộ nóng chảy ≡ đơng đặc (cùng chất) Tại n/ độ pha lỏng rắn tồn đk gọi cân pha TQ: Q = ± mL (17.20) Q: Nhiệt cần thiết để chuyển pha  Nhiệt hoá Lv  Nhiệt thăng hoa Ls Bảng 17.4 •VD: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm cho 2kg đá nhiêt độ -250C hố hồn tồn Q = Q + Q2 + Q + Q ...Chương 17 + 18: Nhiệt độ, Nhiệt lượng Nhiệt dung Có xác khơng nói nhật hoa chứa nhiệt lượng ? 8. 1 Khái niệm Nhiệt độ Nhiệt kế thang đo Nhiệt độ trạng thái cân nhiệt - Mục 17.1 a) ĐN nhiệt độ: ... lượng: + N/độ phụ thuộc vào trạng thái vật lý vật chất mô tả định lượng nóng lạnh vật + Nhiệt lượng Q lượng truyền từ vật (hệ) đến vật (hệ) khác có chênh lệch nhiệt độ + Q lượng dự trữ bên hệ cụ... theo cách gọi nhiệt lượng (nhiệt)  ĐN: ? ?Nhiệt lượng Q lượng NL chuyển hoá hai vật hai hệ có chênh lệch nhiệt độ chúng”  BT: Nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ vật chất có k/lg m từ