BÀI 7 : BÀI TẬP VỀ VẬT LÍ NHIỆT

(16 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (6 CÂU)

Câu 1: Người ta truyền cho khí trong xi-lanh nhiệt lượng 100J. Chất khí nở ra thực hiện công 50J đẩy pit-tông lên. Nội năng của khí biến thiên một lượng là bao nhiêu?

Trả lời:

Độ biến thiên nội năng của khí là:

Câu 2: Cho biết nhiệt độ ngày mai của Hà Nội là 20℃. Nhiệt độ đó tương ứng bao nhiêu độ F?

Trả lời:

Ta có: t_F = 32 + 1,8.t_C = 32+ 1,8.20 = 68ºF.

Câu 3: Người ta thực hiện một công 150 J để nén khí trong một xi-lanh. Biết khí truyền ra môi trường xung quanh một nhiệt lượng là 75J. Độ biến thiên nội năng của khối khí là bao nhiêu?

Trả lời:

Độ biến thiên nội dung của khối khí là:

Câu 4: Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,30.10⁵ J/kg. Em hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg nước đá ở 0℃.

Trả lời:

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg nước đá ở 0℃ là:

Câu 5: Nhiệt lượng một vật đồng chất thu vào là 11500J làm nhiệt độ vật tăng thêm 50℃. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, biết khối lượng của vật là 500g. Nhiệt dung riêng của chất làm vật là bao nhiêu J/kg.K.

Đáp án:

Nhiệt dung riêng của chất làm vật là:

Câu 6: Sau khi đun nóng nước đến 100℃, tiếp tục đun thêm thì 0,2 kg nước đã chuyển thành hơi. Biết nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg. Em hãy tính nhiệt lượng đã cung cấp để làm 0,2 kg nước ở 100℃ hoá hơi hết?

Đáp án:

Nhiệt lượng đã cung cấp để làm 0,2 kg nước ở 100℃ hoá hơi hết là:

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng 5kg nước từ 25℃ đến 80℃. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K.

Trả lời:

Ta có:

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng 5kg nước từ 25℃ đến 80℃ là:

Câu 2: Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xi lanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy pit-tông đi đều một đoạn 5cm. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xi-lanh có độ lớn là 20N. Bỏ qua áp suất không khí bên ngoài xi lanh. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí đó và chất khí này làm tăng nội năng hay giảm nội năng?

Trả lời:

Độ biến thiên nội năng của chất khí là:

Vì nên nội năng tăng.

Câu 3: Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xi-lanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 40J.

Trả lời:

Ta có:

A = 100 J, Q = - 40J (bởi vì khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 40J nên hệ mất đi nhiệt lượng).

Độ biến thiên nội năng của khí là:

Câu 4: Một lượng nước khối lượng 500g đang ở 10℃. Tính nhiệt lượng Q cần cung cấp để làm hoá hơi hoàn toàn lượng nước trên. Biết nhiệt hoá hơi riêng của nước đá là 2,3.10⁶ J/kg và nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.

Trả lời:

Nhiệt lượng Q cần cung cấp để làm hoá hơi hoàn toàn lượng nước trên là:

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Cho một thùng nhôm có khối lượng 1,5 kg, đựng 3kg nước ở 90℃. Tính nhiệt lượng toả ra khi nhiệt độ hạ còn 30℃. Cho biết nhôm có C₁ = 0,92 kJ/kg.độ, nước có C₂ = 4,2kJ/kg.độ.

Trả lời:

Ta có nhiệt lượng toả ra của thùng nhôm là:

Nhiệt lượng toả ra của đá là:

Vậy nhiệt lượng toả ra khi nhiệt độ hạ còn 30℃ là:

Q = Q₁ + Q₂ = 82800 + 75600 = 838800 J.

Câu 2: Người ta đun 5kg nước đá ở nhiệt độ 0℃ lên đến nhiệt độ 70℃. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K, nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10⁵ J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Nhiệt lượng cần thiết để thực hiện quá trình trên là bao nhiêu?

Trả lời:

Nhiệt lượng để làm nóng chảy 5kg nước đá ở 0℃:

Nhiệt lượng để làm nóng 5kg nước từ 0℃ lên 60℃:

Nhiệt lượng cần thiết để thực hiện quá trình trên là:

Q = Q₁ + Q₂ = 17.10⁵ + 126.10⁴ =2960000 J.

Câu 3: Người ta cọ xát hai vật với nhau, nhiệt dung của hai vật bằng nhau và bằng 800 J/K. Sau 1 phút người ta thấy nhiệt độ của mỗi vật tăng thêm 30K. Tính công suất trung bình của việc cọ xát.

Trả lời:

Công suất trung bình của việc cọ xát bằng:

Câu 4: Đun sôi nước vừa đến 100℃ ở áp suất tiêu chuẩn trong một ấm nhôm có khối lượng 500 g chứa 2 lít nước đang ở nhiệt độ 25℃. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước lần lượt là C₁ = 880 J/kg.K; C₂ = 4200 J/kg.K, khối lượng riêng của nước là .

a) Khối lượng của nước trong ấm là bao nhiêu?

b) Nhiệt lượng cung cấp cho riêng ấm nhôm lên đến 100℃ là bao nhiêu?

Trả lời:

a) Khối lượng của nước trong ấm là:

b) Nhiệt lượng cung cấp cho riêng ấm nhôm lên đến 100℃ là:

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Nhiệt lượng kế bằng đồng C₁ = 0,09 cal/g.độ chứa nước C₂ = 1cal/g.độ ở 25℃. Khối lượng tổng cộng của nhiệt lượng kế là 475g. Bỏ vào nhiệt lượng kế một vật bằng đồng thau (C₃ = 0,08cal) có khối lượng 400 g ở 90℃. Nhiệt độ sau cùng của hệ khi cân bằng nhiệt là 30℃. Tính khối lượng của nhiệt lượng kế và của nước.

Trả lời:

Nhiệt độ sau cùng của hệ khi cân bằng nhiệt là 30℃ nên ta có: Q₁ + Q₂ + Q₃ = 0

(1)

Mà khối lượng tổng cộng của nhiẹt lượng kế là 475g:

(2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được:

Câu 2: Để đun sôi 2 lít nước ở nhiệt độ 20◦C đựng trong ấm bằng nhôm có khối lượng 200 g, người ta dùng bếp dầu. Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là 4200 J/kg.K; 880 J/kg.K, năng suất toả nhiệt của dầu là q = 44.106 J/kg và hiệu suất của bếp là 30%. Tính nhiệt lượng dầu cần cung cấp để nước sôi là bao nhiêu?

Trả lời:

Nhiệt lượng cần cung cấp để nước tăng nhiệt độ từ 20℃ đến 100℃ là :

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm ấm nhôm tăng nhiệt độ từ 20℃ đến 100℃ là :

Nhiệt lượng tổng cộng cần cung cấp cho ấm và nước sôi là :

Q = Q₁ + Q₂ = 672000+14080 = 686080 J

Lại có hiệu suất của bếp dầu là 30% nên thực tế nhiệt cung cấp do dầu toả ra là :