Sáng kiến kinh nghiệm Bồi dưỡng học sinh giỏi Casio môn Vật lý - Phần 2: Nhiệt học phân tử

ược ghi tóm tắt cách giải bằng chữ và biểu thức cần tính toán kết quả. Phần kết quả: ghi đáp số của bài toán).
* Hướng dẫn cách làm bài và tính điểm
Để giải một bài toán Vật lí, thí sinh phải ghi tương ứng tóm tắt cách giải và đáp số vào phần “Cách giải” và phần “Kết quả” có sẵn trong đề thi.
	Mỗi bài toán được chấm điểm theo thang điểm 5. Phân bố điểm như sau: Phần cách giải 2,5 điểm và phần tính toán ra kết quả chính xác tới 4 chữ số thập phân 2,5 điểm. Điểm của một bài toán bằng tổng điểm của 2 phần trên. 
	Điểm của bài thi là tổng điểm thí sinh làm được (không vi phạm qui chế thi) của 6 bài toán trong bài thi.
Trong quá trình giảng dạy học sinh dự thi các kỳ thi “Giải các bài toán Vật lí trên máy tính cầm tay”, tôi đã hệ thống được một số nội dung giúp cho việc dạy của thầy và học của học sinh có cách nhìn tổng quát về môn học này.
Do đề tài được biên soạn trong thời gian ngắn nên tôi chỉ trình bày nội dung của phần 2 : “Nhiệt hoc” trong chương trình vật lý phổ thông. Rất mon...hí lý tưởng
Một số kiến thức cơ bản và nâng cao
Định luật Bôilơ- Mariốt
Nếu T=const thì P.V=const
Định luật Charles
Nếu V=const thì =const
Phương trình trạng thái khí lý tưởng:
Từ hai định luật nói trên ta suy ra Phương trình trạng thái khí lý tưởng:
=const
Định nghĩa khí lý tưởng: khí lý tưởng là chất khí mà các thông số P,V,T tuân theo đúng phương trình trạng thái. Nói cách khác khí lý tưởng là khí đúng cả hai định luật Bôilơ-Mariôt và Charles.
Định luật Đantôn:
Áp suất của một hổn hợp khí bằng tổng các áp suất riêng từng phần của từng chất khí có trong hổn hợp:
P = P1 + P2 + + Pn
Phương trình Menđêleep-Claperon
Tính hằng số: Từ phương trình =const vế phải đối với một mol khí ký hiệu là R gọi là hằng số của chất khí. Ta có ở điều kiện tiêu chuẩn T=273K và P=1atm=1,013.105 N/m2 thì một mol khí có V=22,4l. Trong hệ đơn vị SI ta có: 
R = P. = =8310J/mol.K=8,31J/Kmol.K
Mà ta có khối lượng m chất khí thì có mol Þ Phương trình Menđêleep-Claperon: P.V = ().RT
Sự phụ thuộc áp suất vào nhiệt độ: 
Gọi N là số phân tử chứa trong m và NA là số avôgađrô ta sẽ có: 
 = ® P.V=N..T Đặt = n là số phân tử trong một đơn vị thể tích ta có P=n.KT với K= gọi là hằng số Bônzơman.
Áp suất phụ: Càng lên cao áp suất càng giảm, càng xuống thấp áp suất càng tăng.Trên hình vẽ ta có: 
PA = P0 – DghA và PB = P0 + DghB
Nếu bài toán giả thuyết cho đơn vị đo áp suất là N/m2 hoặc Pa thì ta dùng công thức trên.
Nếu bài toán giả thuyết cho đơn vị đo áp suất là mmHg thì ta 
dùng công thức PA = P0 – hA và PB = P0 + hB với hA, hB là cột cao đo bằng mm.
Nếu bài toán giả thuyết cho chất lỏng ta dùng công thức 
PB = P0 - và PB = P0 +. Trong đó d là khối lượng riêng của thuỷ ngân.
 PA
	hA	P0 
	hB
	 PB
 Phương pháp giải các bài tập
Cần nhớ rằng các định luật chất khí được áp dụng cho một khối lượng chất khí không đổi, không có sự biến đổi hoá học.
Khi làm bài tập cần đưa về cùng một đơn vị SI.
Cần xác định trạng thái đầu, trạng thái cuối từ đó xác định đại lượng được bảo toàn...=10 lần
Nếu mỗi lần bơm chỉ đưa vào được 100cm3 thì lập luận tương tự ta được n=19 lần.
a. n=10 lần
 b. n=19 lần.
BÀI 3. Một pitông có trọng lượng không đáng kể ở vị trí cân bằng trong một bình hình trụ kín. Phía trên và phía dưới pitông có khí,
khối lượng và nhiệt độ ở trên và ở dưới như nhau. Ở nhiệt độ T thể tích ở phần trên gấp 3 lần thể tích ở phần dưới. Nếu tăng nhiệt độ lên 2T thì tỷ số hai thể tích ấy là bao nhiêu?
Gợi ý cách giải
Kết quả
Gọi P0 là áp suất của khí ở trên pitông, 
áp suất của khí ở dưới pitông sẽ là P0 + PT 
Trong đó PT là áp suất phụ tạo nên do trọng lực của pitông.
Vì khối lượng khí ở trên pitông và ở dưới pitông là như nhau nên ta có phương trình trạng thái: 
Ta có PT=2P0
Gọi VT,VD là thể tích khí ở trên và ở dưới pitông, P là áp suất ở nhiệt độ 2T khi đó áp suất ở dưới pitông là P+PT = P+PT.
Phương trình trạng thái cho khí ở trên pitông 
Phương trình trạng thái cho khí ở pitông
Chú ý rằng thể tích của xy lanh là không đổi nên ta có VT+VD=4V0 thay thể tích ngăn và ngăn dưới vào ta có phương trình bậc hai 
P2-P0P+3P02=0 giải phương trình bậc hai ta có nghiệm:
P=
P= loại bỏ nghiệm âm
Thay vào tỷ số 2 thể tích 2 ngăn ta được 
	 Bài tập tương tự
BÀI 4. Hai bình thông nhau có cùng thể tích V0=200cm3 được nối với ống nằm ngang có diện tích 20mm2. Ở 00c giữa ống có một giọt thuỷ ngân ngăn không khí ở hai bên ống. Nếu nhiệt độ một bình là tC, bình kia là 
-tC thì giọt thuỷ ngân dịch chuyển 10cm. Tính nhiệt độ tC.
	ĐS: t=2,730C
 BÀI 5. có 3 bình thông nhau V1=V, V2=2V, V3=3V nhưng cách nhiệt với nhau. Ban đầu các bình chứa khí ở cùng nhiệt độ T0 và áp suất P0. Người ta hạ nhiệt độ bình 1 xuống T1=T0 và nâng nhiệt độ bnhf 2 lên T2=1,5T0, bình 3 lên T3=2T0. Tính áp suất mới P?
 HD: Gọi n là số mol trong 3 bình có V=V1+V2+V3. Tính số mol trong từng bình, áp dụng tổng số mol không đổi. Tìm 
BÀI 6. Một bình kín hình trụ đặt thẳng đứng được chia thành hai phần bằng một pitông nặng cách nhiệt ngăn dưới chứa 1mol, ngăn trên chứa