Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng (Tiếp theo)

CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN A. Kiến thức cơ bản Bài 23: Động Lượng. Định Luật Bảo Toàn Động Lượng Động lượng Định nghĩa: Động lượng của một vật là một vectơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức . Ý nghĩa: Lực đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật. Định luật bảo toàn động lượng Một hệ nhiều vật được gọi là hệ cô lập khi không có ngoại lực lên hệ hoặc nếu có thì các lực đó triệt tiêu lẫn nhau. Ví dụ: Hệ vật và Trái đất có thể coi là hệ cô lập. Vật chuyển động trên mặt phẳng ngang không có ma sát. Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ cô lập là bảo toàn. Phương trình định luật bảo toàn động lượng cho hệ có hai vật: Bài 24: Công & Công Suất Công Định nghĩa: Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: Đơn vị: Công có đơn vị là Jun, kí hiệu là (J). Jun là công do lực có độ lớn 1 N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời 1 m theo hướng của lực. Tùy theo giá trị của , mà ta có: nhọn ( công phát động .VD: Công lực kéo của động cơ ô tô. tù () => công cản (âm) .VD: Công của lực ma sát khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng. = 0 => công bằng không. VD: Công của trọng lực khi vật chuyển động trên mặt phẳng ngang. => Công là đại lượng vô hướng có thể dương, âm hoặc bằng không. 4. Ý nghĩa của công âm: Công suất Công suất là gì? Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. P Đơn vị đo của công suất là oat (W). 1 W = 1 Công suất còn có thể tính bằng công thức: P Ý nghĩa vật lí của công suất: Bài 25: Động Năng Định nghĩa: Động nặng là một dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động. Công thức tính động năng: Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng Hệ quả: Khi lực tác dụng vào vật sinh công dương thì động năng của vật tăng (vật sinh công âm), ngược lại khi lực tác dụng sinh công âm thì động năng của vật giảm (vật sinh công dương). Bài 26: Thế Năng Thế năng là gì? Có những dạng thế năng nào? Thế năng là một dạng năng lượng của vật, nó phụ thuộc vị trí tương đối của vật so với mặt đất, hoặc phụ thuộc vào độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng. Có hai loại thế năng: thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi. Thế năng trọng trường Thế năng trọng trượng (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất & vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất bằng 0 thì thế năng trọng trường được tính theo công thức: Thế năng đàn hồi Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. Công thức tính thể năng đàn hồi của lò xo ở trạng thái có độ biến dạng là: Đơn vị: Là Jun (J) Bài 27: Cơ Năng Tổng động năng & thế năng của vật được gọi là cơ năng: W = Wđ + Wt Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật gọi là cơ năng trọng trường. Khi một vật chuyển động dưới tác dụng của luật đàn hồi thì cơ năng của vật gọi là cơ năng đàn hồi. Nếu không có tác dụng của các lực khác (như lực cản, lực ma sát,) thì trong quá trình chuyển động, cơ năng được của một vật là một đại lượng bảo toàn. B. Các dạng bài tập CHƯƠNG V: CHẤT KHÍ Kiến thức cơ bản Bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử Nội dung cấu tạo chất Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn. Ở thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh vị trí này. Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn, nên các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyển được. So sánh Thể khí Thể lỏng Thể rắn Loại phân tử Giống nhau Giống nhau Giống nhau Tương tác phân tử Rất nhỏ Lớn Rất lớn Chuyển động phân tử Tự do về mọi phía Dao động quanh các vị trí cân bằng di chuyển Dao động quanh các vị trí cân bằng cố định Thuyết động học phân tử Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này cáng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao. Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. Định nghĩa khí lí tưởng Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lí tưởng. Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ – Ma - ri -ốt Các thông số trạng thái của một lượng khí: áp suất p, thể tích V & nhiệt độ tuyệt đối T Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhịêt độ không đổi. Định luật Bôilơ – Ma – ri – ôt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. hằng số Trong hệ toạ độ (p,V) đường đẳng nhiệt là đường hypebol. O p V Bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác – lơ Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. Định luật Sác – lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. hằng số Trong hệ toạ độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc toạ độ. p T(K) O Bài 31: Phương trình trạng thái khí lí tưởng Phương trình trạng thái khí lí tưởng: Xét lượng khí chuyển từ trạng thái 1 (p1, V1, T1) sang trạng thái 2 (p2, V2, T2) thông qua trạng thái trung gian 1’ (p’, V2, T1). Ta có các phương trình: hằng số Từ hệ pt , ta được pt trạng thái khí lí tưởng: Quá trình đẳng áp Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Các dạng bài tập CHUƠNG VI: CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A. Kiến thức cơ bản Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: Có thể làm thay đổi nội năng bằng các quá trình thực hiện công, truyền nhiệt. Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng. Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q là nhiệt lượng thu vào hay toả ra (J) m là khối lượng (kg) c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K) là độ biến thiên nhiệt độ (oC hoặc K) Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học Nguyên lí I NĐLH Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công & nhiệt lượng mà vật nhận được. Quy ước về dấu: Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng; Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng; A > 0: Vật nhận công; A < 0: Vật thực hiện công; Nguyên lí II NĐLH Nhiệt không thể truyền từ một vật sang vật nóng hơn. Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. B. Các dạng bài tập CHƯƠNG VII: CHẤT RẮN & CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ Bài 34: Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình Chất rắn kết tinh Cấu trúc tinh thể hay tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác & sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. Chất rắn có cấu trúc tinh thể được gọi là chất rắn kết tinh ( chất rắn tinh thể). Các đặc tính: Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng khác nhau. Mỗi chất rắn kết tinh (ứng với một cấu trúc tinh thể) có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước. Chất rắn kết tinh có thể là chất đa tinh thể hoặc chất đơn tinh thể.Chất rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, còn chất rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng. Chất rắn vô định hình Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học xác định, không có nhiệt độ nóng chảy (hoặc đông đặc) xác định & có tính đẳng hướng. Phân biệt chất rắn kết tinh & vô định hình Chất rắn kết tinh Chất rắn vô định hình Có cấu trúc tinh thể. Có nhiệt độ nóng chảy xác định Chất rắn đơn tinh thể: có tính dị hướng. Chất rắn đa tinh thể: có tính đẳng hướng Có 2 loại Không có cấu trúc tinh thể. Không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Có tính đẳng hướng Bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn Biến dạng đàn hồi Sự thay đổi hình dạng & kích thước của vật rắn do tác dụng của ngoại lực gọi là biến dạng cơ. Nếu vật rắn lấy lại hình dạng và kích thứoc ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng, thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi & vật rắn đó có tính đàn hồi. Công thức xác định ứng suất: Trong đó: F là độ lớn của lực tác dụng. S là tiết diện ngang của thanh. là ứng suất, đơn vị đo là Pa (paxcan) Định luật Huc Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn đồng chất, hình trụ tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn. Công thức tính lực đàn hồi Với gọi là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của vật rắn. Đơn vị đo là N/m. Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn Sự nở dài Sự nở vì nhiệt (dài) của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng. Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ & độ dài ban đầu của vật đó. Với là hệ số nở dài, phụ thuộcvào chất liệu của vật rắn. Đơn vị đo là K-1. Sự nở khối Sự nở khối của vật rắn là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng. Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ & thể tích ban đầu Vo của vật đó. Với là hệ số nở khối, đơn vị đo là K-1 Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng Lực căng bề mặt Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này & tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng & có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó: là hệ số căng bề mặt, đơn vị đo là N/m. Giá trị của nó phụ thuộc bản chất & nhiệt độ chất lỏng: giảm khi nhiệt độ tăng. Hiện tượng dính ướt, không dính ướt Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lõm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt. Hiện tượng mao dẫn Hiện tượng mức chất lỏng bên trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn. Các ống trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn. Bài 38: Sự chuyển thể của các chất Sự nóng chảy Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Quá trình ngược lại gọi là sự đông đặc. Nhiệt lượng Q cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy. Trong đó m là khối lượng của chất rắn, là nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn và đo bằng J/kg Sự bay hơi Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Quá trình ngược lại gọi là sự ngưng tụ. Sự bay hơi xảy ra ở nhiệt độ bất kì và luôn kèm theo sự ngưng tụ. Khi tốc độ bay hơi lớn hơn tốc độ ngưng tụ, áp suất hơi tăng dần và hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi khô. Hơi khô tuân theo định luật Bôilơ – Ma – ri - ốt. Khi tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi bão hoà có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bão hoà. Áp suất hơi bão hoà không phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của chất lỏng. Sự sôi Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) xảy ra cả ở bên trong & trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi. Mỗi chất lỏng sôi ở nhiệt độ xác định và không đổi. Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc áp suất chất khí ở trên bề mặt chất lỏng. Áp suất chất khí càng lớn, nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao. Nhiệt lượng Q cung cấp cho khối chất lỏng trong khi sôi gọi là nhiệt hoá hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi. Trong đó m là khối lượng của phần chất lỏng biến thành hơi, L là nhiệt hoá hơi riêng của chất lỏng & đo bằng J/kg. Bài 39: Độ ẩm của không khí Độ ẩm tuyệt đối & độ ẩm cực đại Độ ẩm tuyệt đối a của không khí là đại lượng đo bằng khối lượng hơi nước (tính ra gam) chứa trong 1 m3 không khí. Độ ẩm cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bão hoà, giá trị của nó tăng theo nhiệt độ. Đơn vị đo của hai đại lượng này đều là g/cm3. Độ ẩm tỉ đối Độ ẩm tỉ đối f của không khí là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a & độ ẩm cực đại A của không khí ở cùng một nhiệt độ: Hoặc tính gần đúng bằng tỉ số phần trăm giữa áp suất riêng phần p của hơi nước & áp suất pbh của hơi nước bão hoà trong không khí ở cùng một nhiệt độ: Không khí càng ẩm thì độ ẩm tỉ đối càng cao. Có thể độ ẩm của không khí bằng các loại ẩm kế.