Thư Viện Công Thức Vật Lý

Phát biểu: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.

Quy ước về dấu:

$Q>0$: Hệ nhận nhiệt lượng.

$Q<0$: Hệ truyền nhiệt lượng.

$A>0$: Hệ nhận công.

$A<0$: Hệ thực hiện công.

Quy ước dấu.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^{3}v....v....)$

$T$: nhiệt độ tuyệt đối của chất khí $\left({}^{o}K\right)$.

Lưu ý:

Nếu đề bài cho đơn vị là ${}^{o}C$ ta phải chuyển sang độ ${}^{o}K$

$T \left({}^{o}K\right)=t \left({}^{o}C\right)+273$

Định nghĩa quá trình đẳng tích:

Là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng thể tích được giữ nguyên không đổi.

Phát biểu:

Quá trình đẳng tích là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng thể tích được giữ nguyên không đổi.

Trong quá trình đẳng tích thì áp suất và nhiệt độ là hai đại lượng tỉ lệ thuận.

Cách phát biểu khác: trong quá trình đẳng tích cảu một lượng khí nhất định. Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$.

$T$: nhiệt độ tuyệt đối của chất khí $\left({}^{o}K\right)$.

Lưu ý:

Nếu đề bài cho đơn vị là ${}^{o}C$ ta phải chuyển sang độ ${}^{o}K$

$T \left({}^{o}K\right)=t \left({}^{o}C\right)+273$

Đồ thị của quá trình đẳng tích.

Cùn một bình chứa và bình không nở dãn nên đây là quá trình đẳng tích.

Khi nhiệt độ tăng thì phân tử khí chuyển động nhanh hơn. Vậy áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

Định nghĩa quá trình đẳng nhiệt:

Là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.

Phát biểu:

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.

Trong quá trình đẳng nhiệt thì thể tích và áp suất tỉ lệ nghịch với nhau.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^{3}v....v....)$

Nhiệt độ được giữ nguyên, khi thể tích giảm thì áp suất tăng.

Đồ thị của quá trình đẳng nhiệt.

Chú thích:

$n$: số mol chất $\left(mol\right)$.

$V$: thế tích khí $\left(l\right)$.

$R$: hằng số các khí 8,31 $(J/mol.K)$.

$p$: áp suất của chất khí $\left(Pa\right)$

$T$: nhiệt độ $\left({}_{o}K\right)$.

Khái niệm:

Công do lò xo tác dụng lên vật khi di chuyển qua hai điểm 1 và 2 bằng đúng hiệu thế năng đàn hồi của vật ở hai vị trí 1 và 2.

Chú thích:

$A$: công của lò xo thực hiện $\left(J\right)$.

$W_{đh1}$: thế năng đàn hồi tại điểm thứ 1 $\left(J\right)$.

$W_{đh2}$: thế năng đàn hồi tại điểm thứ 2 $\left(J\right)$.

Khái niệm:

Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực thực hiện có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.

Hệ quả:

Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường:

- Khi vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương.

- Khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm.

Tính chất lực thế:

Về bản chất, trọng lực là lực thế. Công do nó sinh ra không phụ thuộc vào quỹ đạo chuyển động mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối. Trong hình min họa, giả sử hai trái táo có cùng khối lượng. Dù hai trái táo rơi theo quỹ đạo khác nhau, nhưng nếu cùng một độ cao xuống đất thì công do trọng lực sinh ra trên hai quả táo sẽ bằng nhau.

Quỹ đạo màu đỏ và quỹ đạo màu xanh khác nhau, tuy nhiên công do trọng lực tác dụng lên chúng bằng nhau do có cùng hiệu độ cao M và N.

Chú thích:

$A_{MN}$: công do trọng lực thực hiện khi vật di chuyển qua hai điểm MN $\left(J\right).$

$W_{tM}$: thế năng tại M $\left(J\right).$

$W_{tN}$: thế năng tại N $\left(J\right).$

Định lý động năng:

Độ biến thiên động năng của vật bằng với công của ngoại lực tác dụng lên vật.

Chú thích:

$A$: công do ngoại lực tác động $\left(J\right)$.

$∆W_{đ}$: độ biến thiên động năng của vật $\left(J\right)$.

$W_{đ2}$: động năng lúc sau của vật $\left(J\right)$.

$W_{đ1}$: động năng lúc đầ của vật $\left(J\right)$.

Công thức độc lập theo thời gian:

Từ định lý động năng này, sau khi biến đổi sẽ cho ra hệ thức độc lập theo thời gian.

Ta có $A=∆W_{đ}=\frac{1}{2}m.v_2^2-\frac{1}{2}m.v_1^2$

$$\begin{gathered} \iff A=\frac{1}{2}m(v_2^2-v_1^2) \\ \iff F.s=\frac{1}{2}m(v_2^2-v_1^2) \\ \iff v^2-v_0^2=2.a.S \end{gathered}$$

Bản chất công thức độc lập theo thời gian được xây dựng từ định lý động năng.

Định nghĩa:

Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.

Chú thích:

$A$: công cơ học $\left(J\right)$.

$t$: thời gian thực hiện công đó $\left(s\right)$.

$\mathcal{P}$: công suất $\left(W\right)$.

Bản chất toán học:

Về bản chất toán học, công của một lực chính là tích vô hướng giữa hai vectơ $\overrightarrow{F}, \overrightarrow{S}.$.

Để hiểu rõ bản chất vấn đề, xin nhắc lại bài toán tích vô hướng giữa hai vectơ.

Định nghĩa:

Khi lực $\overrightarrow{F}$  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 góc $\alpha$ thì công thực hiện được bởi lực đó được tính theo công thức $A=F.S.\cos \left(\alpha \right)$

Chú thích:

$A$: công cơ học $\left(J\right)$,

$F$: lực tác dụng $\left(N\right)$.

$S$: quãng đường vật dịch chuyển $\left(m\right)$.

$\alpha$: góc tạo bởi hai vectơ $\overrightarrow{F}, \overrightarrow{S}$ $\left(deg\right)$ hoặc $\left(rad\right)$.

Biện luận:

Mối quan hệ giữa góc anpha và công do lực sinh ra.