Nơi trao đổi các bài tập nhiệt học

[Nguyễn Ngọc Hiếu]

Mở đầu: Trong bài tập máy lạnh (của bạn Quý Trường) phòng thông với bên ngoài nhưng áp suất của phòng tớ cho là bằng áp suất của khí quyển, nhưng bạn Nhoclocchoc thì cho là sai khác nhiều.
Giải bài tập này xem thử có làm rõ được vấn đề gì không nhé ??
Đề Olympic vật lý Sinh viên Đại học Vinh năm 2002
Một bình C thông với không gian xung quanh qua một lỗ nhỏ. Không khí bên ngoài bình có nhiệt độ là T, áp suất p. Chất khí khá loảng sao cho các phân tử khí chuyển động trong bình và từ bình qua lỗ đều không va chạm với nhau. Nhiệt độ trong bình được duy trì là 4T. Hỏi áp suất khí ở trong bình sẽ là bao nhiêu?

[nhoclocchoc]

Nếu hệ ở trạng thái cân bằng, do các ptử khí qua lỗ không va chạm vào nhau, nên ở đây xét về vi mô, số ptử đi vào N = số ptử đi ra N'.
+ Số ptử đi vào N tỷ lệ mật độ ptử trong không khí n và vận tốc của cđ tịnh tiến của ptử (tức là tỷ lệ với căn bậc hai T)
+ Số ptử đi ra N', tương tự, tỷ lệ mật độ ptử khí trong bình n' và căn bậc hai của 4T.
N = N' nên suy ra n = 2n'. Mặt khác: p = nkT, p' = 4n'kT. Suy ra p' = 2p.

[Nguyễn Ngọc Hiếu]

Đúng rồi.
Rất là gọn gàng.
Bạn Nhoclocchoc bao giờ cũng thông minh !
Bài này với bài kia có sai khác ở những chổ nào nhĩ ?

[nhoclocchoc]

Đúng rồi.
Rất là gọn gàng.
Bạn Nhoclocchoc bao giờ cũng thông minh !
Bài này với bài kia có sai khác ở những chổ nào nhĩ ?

Hì mình không thông minh đâu bạn (thực sự đấy)
2 bài khác nhau ở sự xem xét một cách cụ thể hay nhìn theo lối chung chung: bài kia thì nhìn theo góc độ trung mô, bài này phải nhìn theo góc độ vi mô.
Áp suất khí thực tế là đại lượng nhìn theo góc độ trung mô và vĩ mô, còn về vi mô thì thường hiểu theo biến thiên động lượng của một vài ptử (nên có thể gọi khác là áp suất mà một vài ptử này tạo nên khi va chạm thành bình, nhưng cuối cùng cách nhìn nhận vẫn khác). Tuy nhiên, cách nhìn nhận nào cũng dẫn đến các công thức như nhau hoặc gần như nhau - hoặc nếu có sai khác lớn, thì thực ra đều là gần đúng.
Mình không rành lắm về nhiệt học, bạn Hiếu cho thêm nhận xét nhé

[Nguyễn Quý Trường]

spam tí

Hì mình không thông minh đâu bạn (thực sự đấy) Grin

ở đây mà có cái mặt cười đểu như trong Y!H là chết ông rồi =))

[Nguyễn Ngọc Hiếu]

Vui nhĩ.
Tớ chưa có nhận xét gì thêm, để suy nghĩ thêm đã. hihi

[Nguyễn Quý Trường]

Một bài nhiệt, đã coi giải và thấy rất chi là phi lý, mọi ng coi thử:
  Không khí có độ ẩm tương đối f=72% đc nén đẳng nhiệt đến áp suất gấp ba lần áp suất ban đầu, khi đó thể tích bằng 1/4 thể tích ban đàu.
1. Vẽ đường đẳng nhiệt và giải thích.
2. Sau khi không khí bị nén như trên thì tỉ số áp suất riêng phần của hơi nước và áp suất toàn phần của không khí ẩm là bao nhiêu?

Coi không khí và hơi nước chưa bão hòa tuần theo định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt và thể tích riêng của nước lỏng có thể bỏ qua so với thể tích riêng của hơi nước cùng nhiệt độ. Độ ẩm tương đối của không khí đc xác định bằng tỉ số của áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí và áp suất của hơi nước bão hòa của cùng nhiệt độ.

(Đề thi quốc gia năm 2000-ngày thứ I)

[nhoclocchoc]

Gọi p là áp suất của không khí (không kể hơi nước) và P là áp suất của hơi nước, V là thể tích hệ khí (kí hiệu chung cho mọi thời điểm). Dễ suy rằng hơi nước sẽ bão hòa. Ta có:
+ Lúc đầu: áp suất hệ = p_o+P_o, thể tích hệ = V_o
trong đó: P_o = 0,72P_bh
+ Lúc cuối: áp suất hệ = p'+P_bh, thể tích hệ = V_o/4
Như vậy: p'+P_bh = 3(p_o+P_o) = 3(p_o+0,72P_bh) (theo đề bài).
Mặt khác, không khí không kể hơi nước xem là khí lý tưởng nên p' = 4p_o. Giải ra sẽ được câu b.

Ta chia quá trình ra 2 phần: 1 phần là hơi nước chưa bão hòa, còn phần kia là hơi nước đã bão hòa. Quá trình đầu tiên thì đồ thị p_hệ-V là 1 đường hyperbol, do cả hệ khí là khí lý tưởng thực hiện quá trình đẳng nhiệt.
Quá trình sau đó thì áp suất hơi nước = P_bh = const. Chỉ còn không khí không kể hơi nước là khí lý tưởng. Ta có: pV = n_kkRT = (p_hệ-P_bh)V.
Suy ra: p_hệ = P_bh + n_kkRT/V.
Vậy đồ thị p_hệ-V cũng là 1 đường hyperbol.
                                                                                       

[Nguyễn Quý Trường]

Đúng rồi đó nhưng ông quên cm là tại sao giảm thể tích với V'=V/4 thì hơi nước đã ở dạng bảo hòa.
Mà xin lỗi, bài này làm ra rồi, tại đó thiếu dữ kiện  m:-s, cứ tưởng bài giải sai  m:-s

[nhoclocchoc]

Đúng rồi đó nhưng ông quên cm là tại sao giảm thể tích với V'=V/4 thì hơi nước đã ở dạng bảo hòa.
Mà xin lỗi, bài này làm ra rồi, tại đó thiếu dữ kiện  m:-s, cứ tưởng bài giải sai  m:-s

Nói là dễ thấy rồi mà Cái đó thì cứ giả sử hơi nước chưa bão hòa, dùng pt trạng thái khí lyý tưởng, suy ra vô lý, xong

[Nguyễn Quý Trường]

ủa, chữ "đọc" sao nó lại ghi thành chữ "đó" 
Mà nếu chỉ cm vô lý thì làm sao mà biết đc tại thể tích bao nhiêu thì hơi nước bão hòa mà vẽ đc đồ thị.

[nhoclocchoc]

ủa, chữ "đọc" sao nó lại ghi thành chữ "đó" 
Mà nếu chỉ cm vô lý thì làm sao mà biết đc tại thể tích bao nhiêu thì hơi nước bão hòa mà vẽ đc đồ thị.

Vẽ dạng đồ thị đi ) Ngại nghĩ quá, nếu biến đổi lòng vòng thì hy vọng ra được có lẽ là không nhiều. Vả lại, chắc người ra đề cũng có ý không ép học sinh tính toán nhiều, chỉ cần hiểu đồ thị vật lý là được, nên mới hỏi đồ thị câu a, tính toán câu b.

[Nguyễn Quý Trường]

Một lượng hơi nước sôi ở áp suất khí quyển và đc hơ nóng đẳng áp đến nhiệt độ 150⁰C, sau đó đc giãn nở đoạn nhiệt đến thể tích lớn gấp 1,5 lần. Chứng tỏ trong quá trình đó không có lượng hơi nước nào ngưng đọng thành nước lỏng.
Biết: ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở lân cận 100⁰C là L=2250 kJ/kg
       bỏ qua thể tích nước
       Cp/Cv=1,33
       Có thể vận dụng phép tính gần đúng đối với những biến thiên nhỏ hơn 10⁰C

[nhoclocchoc]

Giả sử là hơi nước không hề bão hòa, ta sẽ có được đồ thị dưới đây. Dùng đồ thị này để nói sẽ dễ hiểu hơn
_ Ban đầu, hơi nước ứng với nước sôi ở 1atm (áp suất khí quyển), nên lúc đó, hơi nước đang ở trạng thái bão hòa (do sôi) và ở 100 độ C.
_ Giai đọan 1: giãn đẳng áp. Khi đó nhiệt độ t tăng, p không đổi. Hơi nước ban đầu bão hòa; mặt khác, t tăng thì áp suất bão hòa cũng tăng, tức là p < p_bh. Do đó, hơi nước trong quá trình này không còn bão hòa.
_ Giai đọan 2: giãn đọan nhiệt quay về gần 100 độ C. Lúc này t giảm, p cũng giảm. Tuy nhiên, ở mọi nhiệt độ lớn hơn 100 độ C thì áp suất bão hòa luôn lớn hơn 1atm (áp suất bão hòa ở 100 độ C). Mà p giảm nên phải bé hơn 1atm. Do đó, quá trình này không làm hơi nước bão hòa.
_ Giai đọan 3: giãn đọan nhiệt từ cận trên 100 độ C đến khỏang 97 độ C (nếu hơi nước không ngưng tụ). Cho rằng đây là biến thiên nhỏ, do đó áp suất hơi bão hòa ở vùng nhiệt độ này vào khỏang 1atm. Tính ra sẽ thấy khi giảm xuống 110 độ C ở giai đọan 2, áp suất hơi nước sẽ khỏang 0,7atm. Như vậy, hơi nước trong quá trình này cũng không bão hòa.
Vậy suốt quá trình trên, hơi nước không ngưng tụ.

[Nguyễn Quý Trường]

ông nêu cách tính ra thử ở nhiệt độ nào mà áp suất =0,7 atm vậy?
đáp án: tại 97 độ C áp suất là 0,9 atm, đâu có nhỏ như vậy  mmm-)

[nhoclocchoc]

Ủa, mình tính ra là vậy Bạn tính lại nhé, không chắc mình tính đúng không
Tuy vậy, nếu ở 97 độ C thì 0,9 atm, thì khỏang gần trên 100 độ C, cũng không qua được 1 atm Như vậy thì theo cách làm tên vẫn đúng.

[Nguyễn Quý Trường]

ờ, cách tính là đúng rồi đó, chắc là nhầm thôi, nhưng mà cái chỗ nhầm đó bạn tính ra giùm mình đc ko  :.))
Tại bài này ăn điểm chỗ tính đó mà m

[nhoclocchoc]

Bạn cứ dựa vào mấy phương trình đọan nhiệt thuận nghịch để tính thôi

[Nguyễn Quý Trường]

một bài nhiệt học của quốc gia năm 2004, đáp án gì mà  :.))
bài nhiệt bảng A, ngày thi thứ hai năm 2004, ai có đề hay đáp án thì coi thử là biết.
đáp án câu b đó.

[nhoclocchoc]

một bài nhiệt học của quốc gia năm 2004, đáp án gì mà  :.))
bài nhiệt bảng A, ngày thi thứ hai năm 2004, ai có đề hay đáp án thì coi thử là biết.
đáp án câu b đó.

Mình may mắn có đề và không may mắn là không có đáp án Post lên cho mọi người coi đi Trường ơi

[Nguyễn Quý Trường]

ặc ặc, dài vô cùng (cả đề và đáp án) lại còn có hình vẽ nữa  [-O<
nói chung chung vậy  (câu b thôi)
Cho một 2 bình thông nhau, ở 2 nhiệt độ khác nhau, để giữ cho nhiệt độ của 2 bình chênh lệnh ng ta cung cấp một nhiệt lượng có công suất P cho bình nóng và lấy đi nhiệt cũng bằng công suất P ở bình lạnh.
Biết trong một khoảng tg, có một lượng dm nước chảy qua giữa 2 bình theo công thức: dm/dt=k.dp (dp là chênh lệnh áp suất ở 2 đầu ống thông nhau, k là hệ số xác định)

biết đáp án là gì ko  m:-s
Trính nguyên văn:"Muốn giữ cho nhiệt độ hai bình không đổi thì phải giữ cho nước hầu như ko chảy từ bình nọ qua bình kia, hệ số k phải rất nhỏ, khi ấy công suất nhiệt P=0"  m:-s

[Nguyễn Quý Trường]

phía dưới là đồ thị PV của một khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu trình ABCDECA
 P_A=P_B=10⁵ Pa
 P_C=3.10⁵ Pa; P_E=P_D=4.10⁵
 T_A=T_E= 300 K; V_A=20l;
 V_B=V_C=V_D= 10 L
tính hiệu suất chu trình.
 (ĐT chọn hs vào đội tuyển dự thi Olympic VLCA 2004)

trong đáp án, khi tính nhiệt lượng nhận được trên đoạn EA, họ tìm ra điểm F mà ở đó nhiệt độ đạt cực đại
tức đoạn EF nhiệt độ tăng, FA nhiệt độ giảm dần.
và Q_EF >0 (nhiệt lượng nhận được)
=>> Q_nhận= Q_BD + Q_EF

mà theo mình, trên đoạn EA ta cần phải tìm ra thêm điểm nữa, chính là điểm G mà tại đó dQ=0
vì Q_EF >0 đúng, nhưng khi đi dọc tiếp theo đoạn FA, vẫn còn 1 đoạn mà ở đó: dQ>0, dA>0, dU<0, cho tới khi đạt tới điểm G thì dA=-dU và dQ=0
lúc này Q_EG >0 mới thực sự là nhiệt lượng mà khí nhận vào.

ko biết mọi ng nghĩ sao?

[Nguyễn Ngọc Hiếu]

Lâu lắm rồi mới có người trở lại đóng góp Box của tớ.
Lâu rồi nhiều việc quá.
Cảm ơn Quý Trường
Chúc mừng năm mới tới tất cả các thành viên của thuvienvatly.com

[Nguyễn Quý Trường]

nếu rảnh anh Hiếu giúp em thử bài đó.