Chuyên đề Vật lí nhiệt lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 12)

Tài liệu chuyên đề Vật lí nhiệt lớp 12 trong Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 12 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Vật Lí 12.

Chuyên đề Vật lí nhiệt lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 12)

Xem thử

Chỉ từ 300k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 12 (sách mới) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

• Chủ đề 1: Cấu trúc của chất – sự chuyển thể

• Chủ đề 2: Nội năng - Định luật I nhiệt động lực học

• Chủ đề 3: Nhiệt độ, thang nhiệt độ, nhiệt kế

• Chủ đề 4: Nhiệt dung riêng

• Chủ đề 5: Nhiệt nóng chảy riêng

• Chủ đề 6: Nhiệt hóa hơi riêng

• Chủ đề 7: Bài tập vật lí nhiệt

Chủ đề 1: Cấu trúc của chất – sự chuyển thể

I – Tóm tắt lý thuyết

1. Mô hình động lực phân tử về cấu tạo chất

Mô hình động học phân tử về cấu tạo chất có những nội dung sau đây: - Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử. - Các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng. Nhiệt độ của vật càng cao thì tốc độ chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật càng lớn. - Giữa các phân tử có lực hút và đẩy gọi chung là lực liên kết phân tử. Khi các phân tử gần nhau thì lực đẩy chiếm ưu thế và khi xa nhau thì lực hút chiếm ưu thế.

2. Cấu trúc của chất rắn , chất lỏng , chất khí

Dựa vào các đặc điểm sau đây của phân tử có thể nêu được sơ lược cấu trúc của hầu hết các chất rắn, chất lỏng, chất khí:

- Khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực liên kết giữa chúng yếu.

- Các phân tử sắp xếp có trật tự thì lực liên kết giữa chúng mạnh.

Hình 1.1. (a) Khoảng cách và sự sắp xếp các phân tử ở các thể khác nhau.

(b) Chuyển động của phân tử ở các thể khác nhau.

Hình cầu là phân tử, mũi tên là hướng chuyển động của phân tử.

Hình 1.2. Mô hình cấu trúc chất rắn, chất lỏng, chất khí

(Các phân tử được biểu diễn bằng các hình cầu)

3. Sự chuyển thể

a. Sự chuyển thể - Khi các điều kiện như nhiệt độ, áp suất thay đổi, chất có thể chuyển từ thể này sang thể khác. - Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng của các chất được gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại, từ thể lỏng sang thể rắn được gọi là sự đông đặc. - Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) của các chất được gọi là sự hoá hơi. Quá trình chuyển ngược lại, từ thể khí (hơi) sang thể lỏng được gọi là sự ngưng tụ.

Chú ý: Một số chất rắn như iodine (i-ốt), băng phiến, đá khô (CO₂  ở thể rắn),… có khả năng chuyển trực tiếp sang thể hơi khi nó nhận nhiệt. Hiện tượng trên gọi là sự thăng hoa. Ngược với sự thăng hoa là sự ngưng kết.

b. Dùng mô hình động học phân tử giải thích sự chuyển thể.

- Giải thích sự hoá hơi: Sự hoá hơi có thể xảy ra dưới hai hình thức là bay hơi và sôi.

+ Sự bay hơi: là sự hoá hơi xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng. Nước đựng trong một cốc không đậy kín cạn dần là một ví dụ về sự bay hơi.

Do các phân tử chuyển động hỗn loạn có thể va chạm vào nhau, truyền năng lượng cho nhau nên có một số phân tử ở gần mặt thoáng của chất lỏng có thể có động năng đủ lớn để thắng lực hút cua các phân tử chât khác thì thoát được ra khỏi mặt thoáng của chất lỏng trở thành các phân tử ở thể hơi.

Chủ đề 2: Nội năng - Định luật I nhiệt động lực học

I – Tóm tắt lý thuyết

1. Khái niệm nội năng

-   Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật được gọi là nội năng của vật. Nội năng được kí hiệu bằng chữ U và có đơn vị là jun (J). -   Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.

2. Các cách làm thay đổi nội năng

-   Thực hiện công: Quá trình thực hiện công làm cho nội năng của vật thay đổi, vật nhận công thì nội năng tăng, hệ thực hiện công cho vật khác thì nội năng giảm.

Ví dụ 1: Dùng tay ấn mạnh và nhanh pit-tông của một xilanh chứa khí (Hình 3.4), thể tích khí trong xilanh giảm, đồng thời người ta thấy khí nóng lên. Nội năng của khí tăng lên. Ví dụ 2: Dùng tay chà sát một miếng kim loại lên sàn nhà, kết quả miếng kim loại bị nóng dần lên, nội năng của nó tăng.

-   Truyền nhiệt: Khi hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì xảy ra quá trình truyền nhiệt. Quá trình này làm thay đổi nội năng của các vật.

Ví dụ 1: Làm nóng khối khí bên trong ống nghiệm (Hình 3.2a) bằng cách hơ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Khi đó, nội năng của khối khí trong ống nghiệm tăng. Ví dụ 2: Trong quá trình luyện thép, phôi thép được nung đến nóng chảy rồi được đổ vào khuôn để tạo thành các thanh thép. Sau đó các thanh thép được đưa ra khỏi khuôn và đặt lên các giá đỡ để chúng nguội dần (Hình 3.5). Trong quá trình luyện thép, nội năng của thanh thép tăng rồi sau đó giảm dần.

3. Nhiệt lượng – Nhiệt dung riêng

- Nhiệt lượng mà một vật có khối lượng m trao đổi khi thay đổi nhiệt độ từ T₁ (K) đến T₂ (K) là: Q = mc(T₂ – T₁)

Trong đó: c là hằng số phụ thuộc vào chất tạo nên vật, gọi là nhiệt dung riêng của chất đó, đơn vị là [J/kg.K]. Nhiệt dung riêng của một chất có giá trị bằng nhiệt lượng để làm tăng nhiệt độ của 1 kg của chất đó lên 1 K.

- Q > 0: vật nhận nhiệt lượng, nhiệt độ của vật tăng lên.

- Q < 0: vật truyền nhiệt lượng cho vật khác, nhiệt độ của vật giảm xuống.

4. Định luật I – Nhiệt động lực học

- Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: $\Delta U=A+Q$ Trong đó: ∆U là độ biến thiên nội năng của hệ. A, Q là các giá trị đại số. - Q > 0: vật nhận nhiệt lượng; - Q < 0: vật truyền nhiệt lượng; - A > 0: vật nhận công; - A < 0: vật thực hiện công.

Chủ đề 3: Nhiệt độ, thang nhiệt độ, nhiệt kế

I – Tóm tắt lý thuyết

1. Ý nghĩa khái niệm nhiệt độ

Nhiệt độ cho biết trạng thái cân bằng nhiệt của các vật tiếp xúc nhau và chiều truyền nhiệt năng:

- Khi hai vật có nhiệt độ chênh lệch tiếp xúc nhau thì nhiệt năng truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

- Khi hai vật tiếp xúc nhau có nhiệt độ bằng nhau thì không có sự truyền nhiệt năng giữa chúng. Hai vật ở trạng thái cân bằng nhiệt.

2. Các thang đo nhiệt độ

a) Thang nhiệt độ Celsius

- Thang Celsius là thang đo nhiệt độ có một mốc là nhiệt độ nóng chảy của nước đá tinh khiết (quy ước là 00C) và mốc còn lại là nhiệt độ sôi của nước tinh khiết (quy ước là 100oC). Khoảng giữa hai mốc nhiệt độ này được chia thành 100 khoảng bằng nhau. - Nhiệt độ trong thang Celsius thường được kí hiệu bằng chữ t, đơn vị là độ C (0C). - Các nhiệt độ cao hơn 00C có giá trị dương, thấp hơn 00C có giá trị âm. - Thang nhiệt độ chúng ta vẫn dùng hằng ngày là thang Celsius.

b) Thang nhiệt độ Kelvin

- Thang nhiệt độ Kelvin, còn được gọi là thang đo nhiệt động, là thang đo nhiệt độ sử dụng mốc gồm hai nhiệt độ cố định:

- Nhiệt độ thấp nhất mà các vật có thể có, được gọi là độ không tuyệt đối, được định nghĩa là 0K. Không có vật ở bất kì trạng thái nào có thể có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ này. - Nhiệt độ mà nước tinh khiết có thể tồn tại đồng thời ở cả ba thể rắn, lỏng và hơi, trong trạng thái cân bằng nhiệt ở áp suất tiêu chuẩn (được định nghĩa là 273,15K, tương đương với 0,010C),  được gọi là nhiệt độ điểm ba của nước.

c) Thang nhiệt độ Fahrenheit

Trong thang nhiệt độ Fahrenheit được nhà vật lí người Đức là Daniel Fahrenheit (Đa-ni-en Ga-ri-eo Fa-ren-hai) đề xuất năm 1724. Ông chọn hai mốc nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ của nước đá đang tan ở áp suất 1 atm là 32 oF và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết ở áp suất 1 atm là 212 oF. Trong khoảng giữa hai mốc nhiệt độ này, chia thành 180 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng ứng với 1oF.

Thang đo này được sử dụng phổ biến ở các nước phương Tây.

d) Sự chuyển đổi giữa các thang đo nhiệt độ

Với quy ước như vậy, công thức chuyển đổi giữa hai thang nhiệt độ sẽ là: $t\left({}^{°}C\right)=T\left(K\right)-\mathrm{273,15}$ $T\left(K\right)=t\left({}^{°}C\right)+\mathrm{273,15}$ Người ta thường làm tròn số như sau: $t\left({}^{°}C\right)=T\left(K\right)-273$ (1) $T\left(K\right)=t\left({}^{°}C\right)+273$ (2)

Nếu gọi t là nhiệt độ của vật trong thang nhiệt độ Celcius và T là nhiệt độ của vật trong thang nhiệt độ Fahrenheit thì:

T (^oF) = 1,8t (^oC) + 32

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Vật Lí lớp 12 các chương hay khác:

• Chuyên đề Khí lí tưởng
• Chuyên đề Từ trường
• Chuyên đề Vật lí hạt nhân

---