biên soạn phần mềm - soạn thảo nhanh một số bài tập vật lý 10 cơ bản phần nhiệt học

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "biên soạn phần mềm - soạn thảo nhanh một số bài tập vật lý 10 cơ bản phần nhiệt học": http://123doc.vn/document/1051502-bien-soan-phan-mem-soan-thao-nhanh-mot-so-bai-tap-vat-ly-10-co-ban-phan-nhiet-hoc.htm

Trang 2
2. Mục đích nghiên cứu
Sử dụng ngôn ngữ lập trình Visual Basic để lập trình phần mềm “Soạn thảo nhanh các
dạng bài tập Vật Lý 10 cơ bản phần Nhiệt học”.
3. Giả thuyết khoa học
Biên soạn phần mềm - soạn thảo nhanh một số bài tập Vật lý 10 cơ bản phần Nhiệt
học có thể hỗ trợ các giáo viên Vật lý giảm thời gian soạn thảo bài tậ
p và gia tăng hiệu quả
giảng dạy.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài
Nghiên cứu đề tài này nhằm thực hiện một số nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu nội dung và phương pháp giải một số bài tập tiêu biểu của Sách giáo
khoa và sách bài tập Vật lý 10 cơ bản phần Nhiệt học.
- Tiến hành giải các dạng bài tập và xây dựng các thuật toán hỗ trợ lập trình.
- Tìm hiểu nội dung của ngôn ng
ữ lập trình và các ứng dụng của Visual Basic.
- Biên soạn cụ thể từng bài tập, kết nối tất cả các dạng lập trình thành một tổng thể để
tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh.
- Đánh giá kết quả thu được sau nghiên cứu.
5. Khách thể nghiên cứu
- Một số dạng bài tập tiêu biểu của sách giáo khoa và sách bài tập vật lý 10 cơ bản
phần Nhiệt học.
- Tìm hiểu ngôn ngữ
lập trình của Visual Basic.
6. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu biên soạn phần mềm soạn thảo nhanh bài tập vật lý 10 cơ bản phần Nhiệt
học bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic.
7. Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung và phương giải bài tập vật lý 10 cơ bản phần Nhiệt học.
- Lập trình bằng ngôn ngữ Visual Basic.
8. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
+ Nghiên cứu ngôn ngữ lập trình b
ằng ngôn ngữ Visual Basic.
+ Nghiên cứu các ứng dụng của phần mềm ngôn ngữ lập trình Visual Basic.
+ Nghiên cứu các phần mềm tương tự đang lưu hành.
- Phương pháp đọc sách và tham khảo tài liệu.
- Phương pháp phân tích và tổng hợp các bài tập có liên quan.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn giáo dục phổ thông.
- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn.


Trang 3
9. Dự kiến đóng góp của đề tài
Đề tài: “Biên soạn phần mềm - soạn thảo nhanh một số bài tập Vật lý 10 cơ bản
phần Nhiệt học” được nghiên cứu thành công thì nó góp phần:
- Thể hiện được tầm quan trọng của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học,
và có kiến thức cơ bản về ngôn ngữ lập trình Visual Basic.
- Làm công cụ hỗ trợ cho giáo viên THPT trong việc giả
ng dạy phân môn Vật Lý.
- Làm tư liệu tham khảo cho giáo viên, sinh viên sau này.
10. Cấu trúc của khóa luận
- Phần mở đầu: Sơ lược về đề tài nghiên cứu.
- Phần nội dung
A - Tổng quan về việc soạn thảo bài tập Vật lý với ngôn ngữ lập trình Visual
Basic
I. Tác dụng của bài tập vật lý đối với học sinh THPT và sự cần thiết của
việc soạn bài tập Vật lý cho giáo viên.
II. Phân lo
ại các bài tập và phân tích nội dung các chương trong phần
Nhiệt học đã chọn để làm đề tài.
III. Cơ sở lý thuyết về ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0.
IV. Sự cần thiết để kết hợp ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 với các bài
tập Vật lý.
B - Thực nghiệm ngôn ngữ lập trình Visual Basic với một số bài tập
I. Áp dụng kiến thức của ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 vào lập trình
một số bài tập
ở sách Bài tập vật lý 10 cơ bản phần Nhiệt học.
II. Một số kỹ thuật được áp dụng.
- Phần Kết luận chung
11. Kế hoạch thời gian
- Từ 02/10/2007 đến 15/10/2007: Tìm hiểu sơ lược về kiến thức của phần mềm Visual
Basic 6.0.
- Từ 15/10/2007 đến 03/12/2007: Xây dựng đề cương và chuẩn bị một số bài tập liên
quan đến phần nhiệt học.
- Từ 03/12/2007 đến 03/04/2008: Lập trình một số bài tập với ngôn ngữ lập trình
Visual Basic 6.0.
- Từ 03/04/2008 đến 29/04/2008: Hoàn thành nội dung cần lập trình.
- Từ 29/04/2008 đến 05/05/2008: Hoàn thiện chép ra đĩa.
- Từ ngày 05/05/2008: Hoàn thành nộp khóa luận tốt nghiệp.

******************



Trang 4

PHẦN NỘI DUNG
…………FG…………
A - TỔNG QUAN VỀ VIỆC SOẠN THẢO BÀI TẬP VẬT LÝ VỚI
NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC

I. SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
1. Phương pháp dạy học vật lý
1.1. Định nghĩa
Phương pháp dạy học vật lý là một ngành khoa học giáo dục nó nghiên cứu quá trình
dạy học môn Vật lý.
Phương pháp dạy học vật lý là hệ thống các hành động có mục đích của giáo viên, tổ
chức hoạt động trí óc và chân tay của học sinh, đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được nội
dung dạy học, đạt được mục tiêu xác định.
1.2.
Nhiệm vụ
a) Căn cứ vào nhiệm vụ chung của trường phổ thông và đặc đểm của môn Vật lý để
xác định nhiệm vụ của việc dạy học Vật lý đề ra đường lối thực hiện nhiệm vụ ấy.
b) Xác định nội dung và trình tự sắp xếp các vấn đề, rút ra từ khoa học Vật lý đưa vào
môn Vật lý ở trường phổ thông sao cho đáp ứng
được yêu cầu đào tạo con người mới và
phù hợp với lứa tuổi, với trình độ học sinh ở từng cấp học.
c) Nghiên cứu những phương pháp dạy học Vật lý (cách thức hoạt động ứng xử của
giáo viên, cách thức hoạt động của học sinh và mối quan hệ giữa các hoạt động đó) nhằm
đạt mục đích dạy học Vật lý.
d) Vận dụ
ng lý luận chung ở trên để xác định tiến trình dạy học và các bước cung cấp
kiến thức cho học sinh, đặc biệt là cung cấp những bài tập phù hợp với khả năng của các
em. Vì đối với việc dạy học Vật lý, bài tập là một trong những khâu rất quan trọng và nó có
một tác dụng rất lớn nhằm hệ thống lại các loại kiến thức lý thuyết cho các em dễ nắm bắt
đượ
c bài học.
Ở đây tôi chỉ nghiên cứu việc biên soạn một số dạng bài tập để làm công cụ hỗ trợ cho
các giáo viên trong việc chuẩn bị bài tập cho học sinh làm. Vì thế, tôi sẽ nghiêng về phần
bài tập và tác dụng của nó đối với học sinh nhiều hơn so với việc cung cấp các kiến thức lý
thuyết.
2. Sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý
2.1. Tác dụng của bài tập trong d
ạy học học Vật lý [6]
Trong thực tế, dạy học bài tập Vật lý được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải
quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật
và các phương pháp vật lý.
Trong quá trình dạy học Vật lý, các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt, vì bài
tập vật lý có những tác dụng sau đây:

2.1.1. Bài tập Vật lý giúp học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến
thức


Trang 5

- Khi giải các bài tập vật lý đòi hỏi học sinh phải nhớ lại các công thức, định luật, kiến
thức đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả
một chương, một phần, do đó học sinh hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc hơn các kiến thức đã
học.
- Khi giải bài tập v
ật lý học sinh phải vận dụng các kiến thức vật lý đã học vào những
trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ đó học sinh nắm được những ứng dụng quan trọng của
kiến thức trong thực tế, trong kỹ thuật.
- Bài tập giúp luyện cho học sinh phân tích để nhận biết được các biểu hiện của các
khái niệm, định luật vật lý vố
n đơn giản nhưng trong tự nhiên thì rất phức tạp.
2.1.2. Bài tập vật lý là điểm khởi đầu để dẫn tới kiến thức mới
Khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một
hiện tượng mới, hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích các hiện tượng mới do bài
tập tìm ra. Như vậ
y nó là điểm khởi đầu, là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị
kiến thức mới cho học sinh. Nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức mới một cách
sâu sắc.
Ví dụ: Trong khi vận dụng định luật thứ II của Newton để giải bài toán hai vật tương
tác, có thể thấy một đại lượng luôn không đổi là tích
mv
r
của hai vật tương tác:

Kết quả của việc giải bài tập đó dẫn đến việc cần thiết phải xây dựng khái niệm động
lượng và định luật bảo toàn động lượng.
2.1.3. Giải bài tập vật lý có tác dụng rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận
dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Khi giải các bài t
ập có yếu tố kỹ thuật và thực tế sẽ làm cho học sinh nắm vững hơn
các kiến thức đã học, đồng thời cho học sinh quen với việc liên hệ lý thuyết với thực tế, vận
dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề đặt ra trong đời sống hằng ngày.
Có thể lựa chọn nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, yêu cầu h
ọc sinh vận dụng kiến
thức lý thuyết để giải thích hiện tượng hoặc dự đoán kết quả có thể xảy ra.
2.1.4. Giải bài tập vật lý có tác dụng rèn luyện cho học sinh làm
việc tự lực
Khi làm bài tập học sinh phải tự mình phân tích các điều kiện của bài tập, xây dựng
các lập luận, kiểm tra kết quả thu được, từ đó phát hiện năng l
ực làm việc tự lực, rèn luyện
những đức tính tốt: tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó…
2.1.5. Giải bài tập vật lý có tác dụng phát triển tư duy sáng tạo của
học sinh
Khi giải bài tập vật lý học sinh phải tư duy logic, tư duy sáng tạo để tìm ra các mối
liên hệ bản chất giữa các đại lượng, giữa các hiện tượng tự nhiên. Nhất là các bài tập giải
thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, thiết kế dụng cụ …
2.1.6. Giải bài tập vật lý có tác dụng kiểm tra mức độ nắm vững
kiến thức của học sinh
Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được mức độ nắm vững kiến
thức của học sinh, giúp cho việc đánh giá chất lượng kiến thức được chính xác.
11 2 2 1 1 2 2
''mv mv mv mv+=+
rr r r


Trang 6

2.2. Sự cần thiết của việc soạn bài tập Vật lý cho giáo viên

Người giáo viên phổ thông khi dạy học phân môn Vật lý là môn học có cả lý thuyết và
bài tập, do đó giáo viên phải đảm nhận việc cung cấp các kiến thức mới về lý thuyết lẫn các
bài tập để các em làm quen được với việc tính toán và áp dụng được các kiến thức mà mình
đã được học. Việc làm bài tập là khâu vận dụng các kiến thức đã được học, vì vậy nó rất
quan trọng. Điều này đòi hỏ
i người giáo viên phải có nhiệm vụ đưa cho các em nhiều dạng
bài tập khác nhau để các em làm. Như thế, bài tập không chỉ có tác dụng tích cực đến học
sinh mà nó còn là một trong những nhu cầu cần thiết cho giáo viên trong công tác giảng dạy
của mình. Điều quan trọng là bài tập có tác dụng rất tốt đối với học sinh nhưng phải do giáo
viên thực hiện.
Trong dạy học bất cứ một đề tài nào, giáo viên cần phải lự
a chọn một hệ thống bài tập
sao cho phù hợp với trình độ của học sinh. Các bài tập được chọn phải đi từ dễ đến khó, từ
đơn giản đến phức tạp. Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống các bài tập… Với
các lý do trên, tôi nhận thấy công việc của người giáo viên là rất quan trọng và nhiệm vụ
của họ đối với học sinh cũng vô cùng to lớ
n, một mặt họ phải chuẩn bị các kiến thức của
từng bài học, mặt khác họ phải chọn lựa rất nhiều bài tập cho học sinh làm. Vì vậy, việc
soạn thảo nhanh một số bài tập thông qua việc ứng dụng công nghệ thông tin là rất cần thiết
đối với mỗi giáo viên trong giai đoạn hiện nay.
Từng loại bài tập được chọn ở sách tham khảo cũng như
các bài tập được đề ra ở sách
giáo khoa, sách bài tập đó là một nhu cầu đối với học sinh cũng như đối với giáo viên trong
công tác của mình. Đối với giáo viên, các bài tập Vật lý cũng có tác dụng là làm củng cố lại
các nội dung cần được trình bày cho học sinh, cung cấp cho học sinh một hướng làm việc
theo trật tự logic để giải quyết được từng tình huống cụ thể trong quá trình học tập.
Như vậ
y, việc soạn thảo nhanh một số bài tập Vật lý để phục vụ cho các giáo viên
trong công tác giảng dạy là một nhu cầu rất cần thiết. Một môi trường soạn thảo nhanh các
bài tập là một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc giáo dục trong thời đại ngày nay.
II. PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VÀ PHÂN TÍCH NỘI DUNG CÁC
CHƯƠNG TRONG PHẦN NHIỆT HỌC ĐÃ ĐƯỢC CHỌN ĐỂ LÀM TRONG
ĐỀ TÀI
1. Phân loại bài tập vật lý [8]

Theo các phương pháp dạy học vật lý phổ thông, có nhiều cách để phân loại bài tập
vật lý. Nếu dựa vào các phương tiện giải, có thể chia bài tập vật lý thành bài tập định tính,
bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị. Nếu dựa vào mức độ khó khăn của bài
tập đối với học sinh, có thể chia bài tập vật lý thành bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp, bài
tập sáng tạo.
Bài tậ
p có nhiều loại như vậy nên tùy theo từng loại mà có các cách giải phù hợp.
Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải các bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến
kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp học sinh nắm
vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học và có
kế hoạch.
Như vậy, vai trò của người giáo viên hế
t sức cần thiết trong việc chọn lựa và hướng
dẫn học sinh làm nhiều loại bài tập trong chương trình học lẫn trong các tài liệu tham khảo.
Điều đó nói lên rằng trong môn vật lý bài tập có vai trò rất lớn vì nó là một môn khoa học tự


Trang 7
nhiên, là môn học đòi hỏi phải có sự vận dụng các kiến thức thức lý thuyết vào thực tiễn
giúp cho học sinh có kiến thức sâu hơn và tạo một hứng thú học tập rất tốt cho các em.
2. Đặc điểm của phần Vật lý phân tử và nhiệt học

Vật lý phân tử là một phần của vật lý nghiên cứu các tính chất vật lý của các vật, các
tính chất đặc thù của của tập hợp các trạng thái của vật và nghiên cứu các quá trình chuyển
pha phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của các vật, phụ thuộc vào lực tương tác của các phân tử
và các tính chất chuyển động nhiệt của các hạt. [7]
Nhiệt học nghiên cứu các tính chất vật lý của hệ vĩ mô trên c
ơ sở phân tích những
biến đổi năng luợng có thể có của hệ mà không tính đến các cấu trúc vi mô của chúng. Cơ
sở của nhiệt động lực học là ba định luật thực nghiệm, hay còn gọi là các nguyên lí nhiệt
động. [7]
Nghiên cứu Vật lý phân tử và nhiệt học tạo một bước chuyển mới trong hoạt động
nhận thức của học sinh. Chất lượng của các hiện tượng nhiệ
t được giải thích đưa đến sự
hình thành một loạt các khái niệm mới: Các đại lượng trung bình, sự cân bằng nhiệt, nhiệt
độ, nội năng, nhiệt lượng…Bên cạnh đó, ta cũng có thể dựa vào thuyết động học phân tử
hoặc dựa vào các nguyên lí của nhiệt động lực học để giải thích các hiện tượng nhiệt. [7]
Theo cách trình bày của sách giáo khoa, chương trình vật lý ở trường phổ thông phần
nhi
ệt học gồm ba nhóm vấn đề: Các hiện tượng nhiệt, các định luật thực nghiệm của chất
khí, thuyết động học phân tử; Các nguyên lí của nhiệt động lực học; Tính chất của các chất
(khí, lỏng, rắn). [7]
Trong phần nhiệt học này, với các kiến thức về các phân tử, các hiện tượng nhiệt thì
bên trong nó là vô số các bài tập vận dụng rất nhiều các định luật thực nghiệ
m của chất khí,
các nguyên lí của nhiệt động lực học, các tính chất của các chất khí, lỏng, rắn, các hiện
tượng cân bằng nhiệt,…Các bài tập có những yêu cầu tương đối từ dễ đến khó như: xác
định số phân tử, thể tích, áp suất, nhiệt độ tuyệt đối,… Áp dụng các nguyên lí I và II của
nhiệt động lực học để xác định độ biến thiên nội năng, công thực hiện… Ở
phần trạng thái
của các chất thì có nhiều bài tập yêu cầu xác định lực nén, lực kéo, sự biến dạng của các
chất, độ nở dài, độ nở khối, nhiệt lượng cung cấp thu vào hay tỏa ra…
Ở trường phổ thông việc học tập đòi hỏi các em phải biết giải bài tập một cách cho
đúng và chính xác nên dưới đây tôi sẽ đưa ra một số bài tập được xem là rất bổ ích và có lợ
i
cho học sinh trong việc học tập và vận dụng kiến thức một cách hoàn chỉnh để nâng cao kết
quả học tập của các em như:

29.8. Tính khối lượng khí oxi đựng trong bình thể tích 10lit dưới áp suất 150 atm ở
nhiệt độ 0
o
C. Biết ở điều kiện chuẩn khối lượng riêng của oxi là 1,43 kg/m
3
.
Giải

Biết
0
0
m
V
ρ
= và
m
V
ρ
= suy ra
00
VV
ρ
ρ
=
(1)
Mặt khác
00
P
VPV= (2)
(vì nhiệt độ của khí bằng nhiệt độ ở điều kiện chuẩn).
Từ (1) và (2) suy ra:

3
0
0
1,43.150
214,5 /
1
p
kg m
p
ρ
ρ
== =



Trang 8
và
2
214,5.10 2,145 .mkg
−
==

30.10
*
. Một chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết
diện 2,5cm
2
. Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút
bật ra ? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai
bằng áp suất khí quyển và bằng 9,8.10
4
Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -3
0
C.
Giải

Trước khi nút bật ra, thể tích khí trong chai không đổi và quá trình đun nóng là quá
trình đẳng tích. Tại thời điểm nút bật ra, áp lực không khí trong chai tác dụng lên nút phải
lớn hơn áp lực của khí quyển và lực ma sát:

21ms
p
SF pS>+
Do đó:
21
ms
F
pp
S
>+

Vì quá trình là đẳng tích nên:

12
12
2
21
1
1
21
1
4
2
44
270 12
9,8.10 402
9,8.10 2,5.10
ms
pp
TT
p
TT
p
F
T
Tp
pS
TK
−
=
⇒=
⎛⎞
⇒= +
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
⇒= + ≈
⎜⎟
⎝⎠

Phải đun nóng tới nhiệt độ ít nhất là T
2
= 402 K hoặc t
2
= 129
0
C.

31.10*. Người ta bơm khí oxi ở điều kiện chuẩn vào một bình có thể tích 5000l. Sau nữa giờ
bình chứa đầy khí ở nhiệt độ 24
0
C và áp suất 765mmHg. Xác định khối lượng khí bơm vào sau mỗi
giây. Coi quá trình bơm diễn ra một cách đều đặn.
Giải

Lượng khí bơm vào trong mỗi giây: 3,3g.
Sau t giây khối lượng khí trong bình là:

mVtV
ρ
ρ
=∆ = . Với
ρ
là khối lượng riêng của khí.

V∆
là thể tích khí bơm vào sau mỗi giây.
V là thể tích khí bơm vào sau t giây.

00
0
p
V
pV
TT
=
(1) với
m
V
ρ
= và
0
0
m
V
ρ
=
thay V và V
0
vào (1) ta được:

00
0
pT
pT
ρ
ρ
=
Lượng khí bơm vào sau mỗi giây là:


Trang 9

00
0
5.765.273.1,29
. 0,0033 / 3,3 / .
1800.760.297
pT
mV V
x
kg s g s
tttpT
ρ
ρ
== = = = =


32.6. Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136
o
C vào một
nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần để làm cho vật nóng lên thêm 1
o
C) là 50 J/K chứa một
100g nước ở 14
o
C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt độ khi bắt đầu
có sự cân bằng nhiệt trong nhiệt kế là 18
o
C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.
Nhiệt dung riêng của kẽm là 337 (J/kg.K), của chì là 126 (J/kg.K), của nước là 4180 (J/kg.K).
Giải

Nhiệt lượng tỏa ra:
(
)
tcmtcmQ
∆
−
+
∆
=
2111
05,0
(1)
Với m
1
, c
1
là khối lượng và nhiệt dung riêng của kẽm,
c
2
là nhiệt dung riêng của chì.
Nhiệt lượng thu vào:
(
)
'''''' tcmctctmcQ
∆
+
=
∆
+
∆
= (2)
Với m, c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước,
c’là nhiệt dung của nhiệt lượng kế.
Từ (1) & (2) rút ra:
'QQ=

(
)
()
2
1
12
''0,05
0,045
mc c t c t
mkg
tc c
+∆− ∆
==
∆−

Khối lượng của chì:

kgmm 005,0045,005,005,0
12
=
−
=
−=

33.8*. Một lượng khí lí tưởng chứa trong một xi lanh có pittông chuyển động được. Các
thông số trạng thái ban đầu của khí là 0,010 m
3
; 100 kPa ; 300 K. Khí được làm lạnh theo một quá
trình đẳng áp tới khi thể tích còn là 0,006 m
3
.
a/ Hãy vẽ đường biểu diễn trạng thái trong hệ tọa độ (p,V)
b/ Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí.
c/ Tính công của chất khí.
Giải
a) Hình vẽ:





b)
K
V
TV
T 180
01,0
300.006,0
1
12
2
===

c)
()
JVpA 400006,001,0.10
5
=−=∆=
10
5

o
0,006 0,01
V (m
3
)
P (Pa)


Trang 10
36.13. Tính lực kéo tác dụng lên thanh thép có tiết diện 1cm
2
để làm thanh này dài
thêm một đoạn bằng độ nở dài của thanh khi nhiệt độ của nó tăng thêm 100
o
C? Suất đàn hồi
của thép là 20.10
10
Pa và hệ số nở dài của nó là 12.10
-6
K
-1
.
Giải

Độ nở dài tỉ đối của thanh thép khi bị nung nóng từ nhiệt độ t
1
đến t
2
:

()
21
0
l
tt
l
α
∆
=−
(1)
Độ dãn dài tỉ đối của thanh thép khi bị biến dạng kéo tính theo định luật Húc:

0
l
F
lES
∆
=
(2)
So sánh (1) và (2), ta tìm được lực kéo:

(
)
10 4 6
21
20.10 .1.10 .12.10 .100 24FESt t kN
α
−−
=−= =

36.14. Tại tâm của một đĩa tròn bằng sắt có một lỗ thủng. Đường kính của lỗ thủng ở
0
o
C bằng 4,99mm. Tính nhiệt độ cần phải nung nóng đĩa sắt để có thể bỏ vừa lọt qua lỗ
thủng của nó một viên bi sắt đường kính 5,00mm. Ở cùng nhiệt độ đó? Hệ số nở dài của sắt
là 12.10
-10
K
-1
.
Giải

Muốn bỏ viên bi sắt vừa lọt lỗ thủng thì đường kính D của lỗ thủng của đĩa sắt ở nhiệt
độ t
0
C phải vừa đúng bằng đường kính d của viên bi sắt ở cùng nhiệt độ đó, tức là:

(
)
0
1DD t d
α
=+=
D
0
là đường kính của lỗ thủng của đĩa sắt ở 0
0
C,
α
là hệ số nở dài của sắt.
Từ đó suy ra nhiệt độ cần phải nung nóng đĩa sắt bằng:

0
1
1
d
t
D
α
⎛⎞
=−
⎜⎟
⎝⎠


0
6
15,00
1 167
12.10 4,99
tC
−
⎛⎞
=−=
⎜⎟
⎝⎠


37.9. Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật
treo thẳng đứng đoạn dây ab dài 80mm có thể trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung
(H.37.2). Khối lượng riêng của đồng là 8900kg/m
3
. Hệ số căng bề mặt của nước xà phòng là
0,040N/m.
a/ Tính đường kính của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng.
b/ Tính công phải thực hiện để kéo đoạn dây ab dịch xuống phía dưới một đoạn
x = 15mm.
Giải

a) Màng xà phòng có hai mặt (mặt trước và mặt sau) nên lực căng bề mặt của nước xà
phòng tác dụng lên đoạn dây ab có độ dài l tính bằng:

2Fl
σ
= (1)


Trang 11
Trọng lượng của đoạn dây ab bằng:

2
lg
4
d
Pmg Vg
π
ρρ
== = (2)

ρ
là khối lượng riêng của đồng
V và d là thể tích và đường kính của đoạn dây đồng ab.
Điều kiện cân bằng của đoạn dây ab là:

P
F= (3)
Thay (1) và (2) vào (3) ta được:

8
8.0,040
1, 08
3,14.8900.9,8
d
g
dmm
σ
πρ
=
==

b) Công thực hiện để kéo đoạn dây ab dịch xuống phía dưới một đoạn x có độ lớn
bằng công cần thiết để thắng công cản của lực căng bề mặt:

22
A
Fx lx S
σ
σ
== =∆

trong đó
22Slx∆= là độ tăng diện tích bề mặt màng xà phòng.
Ta được:
33 5
0,040.2.80.10 .15.10 9,6.10
A
J
−− −
==

38.14. Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80g ở 0
o
C vào một cốc nhôm đựng
0,40kg nước ở 20
o
C đặt trong nhiệt lượng kế. Khối lượng của cốc nhôm là 0,20kg. Tính
nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết. Nhiệt nóng chảy riêng của
nước đá là 3,4.10
5
J/kg. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/(kg.K) và của nước là
4180J/(kg.K). Bỏ qua sự mất mát nhiệt truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế.
Giải

Gọi
λ
là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá có khối lượng m
0
ở 0
0
C, còn c
1
, m
1
,
c
2
, m
2
là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc nhôm và của lượng nước trong cốc ở nhiệt
độ t
1
= 20
0
C. Nếu gọi t là nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết thì
nhiệt lượng mà cục nước đá ở 0
0
C đã thu vào để tan thành nước ở nhiệt độ t bằng:

(
)
020 0 2
Qmcmtm ct
λλ
=+ = +
Còn nhiệt lượng mà cốc nhôm và lượng nước đựng trong nó ở nhiệt độ t
1
= 20
0
C đã
toả ra để nhiệt độ của chúng giảm tới giá trị t (với t < t
1
) có độ lớn bằng:

(
)
(
)
11 2 2 1
'Qcmcmtt=+ −
Theo định bảo toàn năng lượng ta có: