Người ta thả ba miếng đồng, chì có cùng khối lượng vào một cốc nước nóng. Hãy so sánh nhiệt độ cuối cùng của ba miếng kim loại trên. Show
Phương pháp giảiNhiệt độ cuối cùng của ba miếng đồng bằng nhau vì khi đó quá trình truyền nhiệt đã dừng lại Hướng dẫn giải- Vì khi thả ba miếng kim loại cùng khối lượng vào cốc nước nóng thì nhiệt độ của cốc nước cao hơn sẽ truyền sang ba miếng kim loại và cuối cùng khi nhiệt độ của ba miếng bằng nhau thì quá trình truyền nhiệt sẽ dừng lại. - Chọn A 2. Giải bài 25.2 trang 67 SBT Vật lý 8Người ta thả ba miếng đồng, chì có cùng khối lượng và cùng được đun nóng tới 100oC vào một cốc nước lạnh. Hãy so sánh nhiệt lượng do các miếng kim loại trên truyền cho nước.
Phương pháp giảiNhiệt dung riêng của kim loại nào lớn hơn thì nhiệt lượng tỏa ra từ kim loại đó lớn hơn Hướng dẫn giải- Vì nhiệt lượng do 3 miếng kim loại tỏa ra là: Qtỏa = m. c.Δt mà chúng có cùng khối lượng và nhiệt độ như nhau nên nhiệt dung riêng của kim loại nào lớn hơn thì nhiệt lượng của nó tỏa ra lớn hơn. Cnhôm > cđồng > cchì nên Qnhôm > Qđồng > Qchì. - Chọn B 3. Giải bài 25.3 trang 67 SBT Vật lý 8Một học sinh thả 300g chì ở 100oC vào 250g nước 58,5oC làm cho nước nóng lên tới 60oC.
Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của vật - Áp dụng công thức: \(\begin{array}{l} {C_2} = \frac{Q}{{{m_2}\left( {{t_2} - t} \right)}}\\ \end{array}\) để tính nhiệt dung riêng của chì Hướng dẫn giảiTa có:
Q = m1C1(t - t1) = 4 190.0,25(60 - 58,5) \= 1 571,25J
\(\begin{array}{l} {C_2} = \frac{Q}{{{m_2}\left( {{t_2} - t} \right)}}\\ = \frac{{1571,25}}{{0,3\left( {100 - 60} \right)}} \approx 130,93J/kg.K \end{array}\)
4. Giải bài 25.4 trang 67 SBT Vật lý 8Một nhiệt lượng kế chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 15oC. Hỏi nước nóng lên tới bao nhiêu độ nếu bỏ vào nhiệt lượng kế một quả cầu bằng đồng thau khối lượng 500 g được đun nóng tới 100oC. Lấy nhiệt dung riêng của đồng thau là 368J/kgK, của nước là 4186J/kgK. Bỏ qua nhiệt lượng truyền cho nhiệt lượng kế và môi trường bên ngoài. Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của vật - Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa để tìm nhiệt độ t Hướng dẫn giải- Nhiệt lượng quả cầu đồng tỏa ra là: Q2 = m2.c2.(t2 – t) = 0,5.368.(100 – t) - Nhiệt lượng nước thu vào là: Q = m1C1(t - t1) = 2.4186.(t – 15) - Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên: Qthu = Qtỏa ⇔ Q2 = Q1 ⇔ 0,5.368.(100 – t) = 2.4186.(t – 15) Suy ra t = 16,83oC 5. Giải bài 25.5 trang 67 SBT Vật lý 8Người ta thả một miếng đồng khối lượng 600g ở nhiệt độ 100oC vào 2,5kg nước. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30oC. Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu độ, nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình đựng nước và môi trường bên ngoài? Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của vật - Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa để tìm độ tăng nhiệt độ Δt Hướng dẫn giải- Nhiệt lượng đồng tỏa ra là: Q = m1C1(t1 - t) = 380.0,6.(100 – 30) - Nhiệt lượng nước thu vào là: Q2 = m2.c2.(t – t2) = 2,5.4200.(t – t2) - Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên: Qthu = Qtỏa ⇔ Q2 = Q1 ⇔ 380.0,6.(100 – 30) = 2,5.4200.(t – t2) Suy ra Δt = t – t2 = 1, 52oC 6. Giải bài 25.6 trang 68 SBT Vật lý 8Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15℃ vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g và nhiệt độ 100℃. Nhiệt độ khi bắt đầu có cân bằng nhiệt là 17℃. Tính nhiệt dung riêng của đồng, lấy nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của vật - Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa để tìm nhiệt dung riêng của chất Hướng dẫn giải- Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra: Qtỏa = m1C1(t1 - t) = 0,2 C1 (100 – 17) - Nhiệt lượng do nước và nhiệt lượng nhiệt kế thu vào Qthu1 = m2.c2.(t – t2) = 0,738. 4186 (17 - 15) và Qthu2 = m3. C1 ( t2 – t) = 0,1 C1 (17 - 15) - Vì Qtỏa = Qthu 1 + Qthu 2 0,2 C1 (100 – 17) = 0,738. 4186 (17 - 15) + 0,1 C1 (17 - 15) C1 ≈ 377 J/kg.K Vậy nhiệt dung riêng của đồng ≈ 377 J/kg.K 7. Giải bài 25.7 trang 68 SBT Vật lý 8Muốn có 100 lít nước ở nhiệt độ 35oC thì phải đổ bao nhiêu lít nước đang sôi vào bao nhiêu lít nước ở nhiệt độ 15oC, lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/kg.K. Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của vật - Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa ⇒ giải hệ phương trình x, y để tìm khối lượng của chất Hướng dẫn giảiGọi x là khối lượng nước ở 15°C và y là khối lượng nước đang sôi. - Ta có: x + y = 100kg (1) - Nhiệt lượng y kg nước đang sôi tỏa ra: Q1 = y.4190.(100 - 35) - Nhiệt lượng x kg nước ở nhiệt độ 15°C thu vào để nóng lên 35°C: Q2 = x.4190.(35 - 15) - Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào: Q1= Q2 ⇔ x.4190.(35 - 15) = y.4190.(100 - 35) (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x ≈ 76,5kg; y ≈ 23,5kg ⇒ Phải đổ 23,5 lít nước đang sôi vào 76,5 lít nước ở 15°C 8. Giải bài 25.8 trang 68 SBT Vật lý 8Thả một miếng nhôm được đun nóng vào nước lạnh. Câu mô tả nào sau đây trái với nguyên lí truyền nhiệt?
B.Nhiệt năng của nhôm giảm đi bao nhiêu thì nhiệt năng của nước tăng lên bấy nhiêu.
Phương pháp giảiSự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại và nhiệt độ cuối cùng của nhôm với nước bằng nhau Hướng dẫn giải- Câu C: Nhiệt độ của nhôm giảm đi bao nhiêu thì nhiệt độ của nước tăng lên bấy nhiêu ⇒ sai. - Chọn C 9. Giải bài 25.9 trang 68 SBT Vật lý 8Câu nào sau đây nói về điều kiện truyền nhiệt giữa hai vật là đúng?
Phương pháp giảiNhiệt chỉ tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn Hướng dẫn giải- Câu đúng là: Nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn - Chọn D 10. Giải bài 25.10 trang 68 SBT Vật lý 8Hai vật 1 và 2 trao đổi nhiệt với nhau. Khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ vật 1 giảm bớt Δt1, nhiệt độ vật 2 tăng thêm Δt2. Hỏi Δt1 = Δt2 trong trường hợp nào dưới đây?
Phương pháp giảiVận dụng nội dung lí thuyết về cân bằng nhiệt và công thức tính nhiệt lượng: Q=mC(t-to) để trả lời câu hỏi này Hướng dẫn giải- Hai vật 1 và 2 trao đổi nhiệt với nhau. Khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ vật 1 giảm bớt Δt1 tức là vật 1 tỏa nhiệt, nhiệt độ vật 2 tăng thêm Δt2 tức là vật 2 thu nhiệt. Do đó ban đầu t1 > t2. Khi nhiệt độ cân bằng ta có phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 ⇔ m1.c1.Δt1 = m2.c2.Δt2 Để Δt1 = Δt2 thì m1.c1 = m2.c2 - Ta thấy đáp án B là thỏa mãn hệ thức trên và điều kiện t1 > t2. - Chọn B. 11. Giải bài 25.11 trang 66 SBT Vật lý 8Hai vật 1 và 2 có khối lượng m1 = 2.m2 truyền nhiệt cho nhau. Khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của hai vật thay đổi một lượng là Δt2 = 2.Δt1. Hãy so sánh nhiệt dung riêng của các chất cấu tạo nên vật.
Phương pháp giảiÁp dụng phương trình cân bằng nhiệt: \(\begin{array}{l} {m_1}.{c_1}.\Delta {t_1}\; = {\rm{ }}{m_2}.{c_2}.\Delta {t_2}\\ \end{array}\) để tìm nhiệt dung riêng của các chất Hướng dẫn giải- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: \(\begin{array}{l} {m_1}.{c_1}.\Delta {t_1}\; = {\rm{ }}{m_2}.{c_2}.\Delta {t_2}\\ \Rightarrow \frac{{{c_2}}}{{{c_1}}} = \frac{{{m_1}}}{{{m_2}}}.\frac{{\Delta {t_1}}}{{\Delta {t_2}}} = \frac{{2{m_2}}}{{{m_2}}}.\frac{{\Delta {t_1}}}{{2\Delta {t_1}}} = 1\\ \Rightarrow {c_1}\; = {\rm{ }}{c_2}. \end{array}\) - Chọn C 12. Giải bài 25.12 trang 66 SBT Vật lý 8Hai quả cầu bằng đồng cùng khối lượng, được nung nóng đến cùng một nhiệt độ. Thả quả thứ nhất vào nước có nhiệt dung riêng 4200 J/kg.K, quả thứ hai vào dầu có nhiệt dung riêng 2100 J/kg.K. Nước và dầu có cùng khối lượng và nhiệt độ ban đầu. Gọi Qn là nhiệt lượng nước nhận được, Qd là nhiệt lượng dầu nhận được. Khi dầu và nước nóng đến cùng một nhiệt độ thì:
Phương pháp giảiSử dụng công thức tính nhiệt lượng: Q=mc∆t và phương trình cân bằng nhiệt để trả lời câu hỏi này Hướng dẫn giải- Qnước = mn. cn. ∆t1, Qdầu = md. cd. ∆t2 Mà mn = md, ∆t1 = ∆t2, cn = 2 cd ⇒ Qnước = 2 Qdầu - Chọn B 13. Giải bài 25.13 trang 66 SBT Vật lý 8Dựa vào nội dung sau đây để trả lời các câu hỏi 25.13 và 25.14. Đổ một chất lỏng có khối lượng m1, nhiệt dung c1 và nhiệt độ t1 vào một chất lỏng có khối lượng m2 = 2.m1, nhiệt dung riêng c2 = 1/2 .c1 và nhiệt độ t2 > t1 Nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa hai lỏng và môi trường (cốc đựng, không khí…) thì có cân bằng nhiệt, nhiệt độ t của hai chất lỏng trên có giá trị là Phương pháp giảiÁp dụng phương trình cân bằng nhiệt: \(\begin{array}{l} {m_1}.{c_1}.\Delta {t_1}\; = {\rm{ }}{m_2}.{c_2}.\Delta {t_2}\\ \end{array}\) để tìm nhiệt độ t của hai chất lỏng Hướng dẫn giải- Nhiệt lượng do chất lỏng 2 tỏa ra là: Q2 = m2.c2.(t2 - t) = 2.m1. 1/2 .c1.(t2 - t) = m1.c1.(t2 - t) - Nhiệt lượng do chất lỏng 1 thu vào là: Q1 = m1.c1.(t - t1) - Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q1 = Q2 ⇔ t2 – t = t – t1 \({ \Rightarrow t = \frac{{{t_2} + {t_1}}}{2}}\) - Chọn B 14. Giải bài 25.14 trang 66 SBT Vật lý 8Nếu không bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa hai chất lỏng và môi trường (cốc đựng, không khí…) thì khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ t của hai chất lỏng trên có giá trị là: \(\begin{array}{*{20}{l}} \begin{array}{l} \begin{array}{*{20}{l}} {A.{\rm{ }}t > \frac{{{t_2} + {t_1}}}{2}}\\ {B.{\rm{ }}t < \frac{{{t_2} + {t_1}}}{2}\;} \end{array}\\ C.{\rm{ }}t = \frac{{{t_2} + {t_1}}}{2} \end{array}\\ {D.{\rm{ }}t = {t_{1\;}} + \;{t_2}\;} \end{array}\) Phương pháp giảiĐể trả lời câu hỏi này cần nắm được điều kiện cân bằng nhiệt của các chất Hướng dẫn giải- Do có sự tỏa nhiệt giữa hai chất lỏng và môi trường (cốc đựng, không khí…) thì khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ t của hai chất lỏng trên có giá trị là: \({t < \frac{{{t_2} + {t_1}}}{2}}\) - Chọn B 15. Giải bài 25.15 trang 70 SBT Vật lý 8Một chiếc thìa bằng đồng và một chiếc thìa bằng nhôm có khối lượng và nhiệt độ ban đầu bằng nhau, được nhúng chìm vào cùng một cốc đựng nước nóng. Hỏi:
Phương pháp giải
Hướng dẫn giải
16. Giải bài 25.16 trang 70 SBT Vật lý 8Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 128g chứa 240g nước ở nhiệt độ 8,4oC. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một miếng hợp kim khối lượng 192g được làm nóng tới 100oC. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 21,5oC. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K; của nước là 4200 J/kg.K Tính nhiệt dung riêng của hợp kim. Hợp kim đó có phải là hợp kim của đồng và sắt không? Tại sao? Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của vật - Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa để tìm nhiệt dung riêng của hợp kim Hướng dẫn giải- Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào lần lượt là: Q1 = m1.c1.(t - t1) = 0,128.380.(21,5 – 8,4) = 637,184J Q2 = m2.c2.(t - t2) = 0,24.4200.(21,5 – 8,4) = 13204,8J - Nhiệt lượng miếng hợp kim tỏa ra: Q3 = m3.c3.(t3 – t) = 0,192.c3.(100 – 21,5) = 15,072.c3 (J) - Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên: Q3 = Q1 + Q2 (1) ⇔ 637,184 + 13204,8 = 15,072.c3 ⇒ c3 = 918J/kg.K Hợp kim này không thể là hợp kim của đồng và sắt vì cả hai chất có nhiệt dung riêng nhỏ hơn 918J/kg.K 17. Giải bài 25.17 trang 70 SBT Vật lý 8Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC. Biết nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của kẽm là 210J/kg.K, của chì là 130J/kg.K, của nước là 4200J/kg.K. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong hợp kim? Phương pháp giải- Áp dụng công thức: Q=mC(t-to) để tính nhiệt lượng của từng kim loại - Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa ⇒ giải hệ phương trình m, m1, m2 để tìm khối lượng của từng chất Hướng dẫn giải- Gọi m1 là khối lượng của chì, m2 là khối lượng của kẽm, m là khối lượng của hợp kim: m = m1 + m2 = 0,05kg - Nhiệt lượng chì và kẽm tỏa ra: Q1 = m1.c1.(136 - 18) = 15 340m1 Q2 = m2.c2.(136 - 18) = 24 780m2 - Nhiệt lượng nước thu vào: Q3 = m3.c3.(18 - 14) = 840 J - Nhiệt lượng kế thu vào: Q4 = 65,1.(18 - 14) = 260,4 J - Ta có: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 15 340m1 + 24 780m2 = 1100,4 Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: m1 = 0,013kg và m2 = 0,037kg Vậy khối lượng chì là 13g và khối lượng kẽm là 37g 18. Giải bài 25.18 trang 70 SBT Vật lý 8Người ta muốn có 16 lít nước ở nhiệt độ 40oC. Hỏi phải pha bao nhiêu lít nước ở nhiệt độ 20oC với bao nhiêu lít nước đang sôi? |