1 SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN CẦN THIẾT CHƯƠNG NHIỆT HỌC - LÍ LỚP 12 Câu : nhiệt lượng kế khối lượng m = 120 g , chứa lượng nước có khối lượng m = 600 g nhiệt độ t = 20 C Người ta thả vào hỗn hợp bột nhơm thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g nung nóng tới 100 C Khi có cân nhiệt nhiệt độ t = 24 C Tính khối lượng nhơm thiếc có hỗn hợp Nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế , nước , nhôm , thiếc : c = 460 J/kg độ , c = 4200 J/kg độ , c = 900 J/kg độ , c = 230 J/kg độ ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Câu 2: (5 đ) Nhiệt lượng bột nhôm thiếc toả : Nhôm : Q = m C (t - t ) Thiếc : Q = m C ( t - t ) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q = m C (t - t ) Nước : Q = m C ( t - t ) Khi cân nhiệt : Q + Q = Q + Q m C (t - t ) + m C ( t - t ) = m C (t - t ) + m C ( t - t )  m C + m C = (m1C1  m2 C )(t  t1 ) (0,12.460  0,6.4200)(24  20) = = 135,5 t2  t 100  24  m + m = 0,18 m 900 + m 230 = 135,5 Giải ta có m = 140 g ; m = 40 g V ậy kh ối l ượng nhôm l 140 gam kh ối l ượng thiếc l 40 gam Bài 3: (2,75 điểm) Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50g nhiệt độ 136oC vào nhiệt lượng kế chứa 50g nước 14oC Hỏi có gam chì gam kẽm miếng hợp kim trên? Biết nhiệt độ có cân nhiệt 18oC muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC cần 65,1J; nhiệt dung riêng nước, chì kẽm 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) 210J/(kg.K) Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường bên ngồi - Gọi khối lượng chì kẽm mc mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg) (1) - Nhiệt lượng chì kẽm toả ra: Q1 = m c cc (136 - 18) = 15340m c ; Q = m k c k (136 - 18) = 24780m k 2,75đ - Nước nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = m n c n (18 - 14) = 0,05  4190  = 838(J) ; Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) - Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  15340mc + 24780mk = 1098,4 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 0,25 (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta có: mc  0,015kg; mk  0,035kg Đổi đơn vị gam: mc  15g; mk  35g Câu : nhiệt lượng kế khối lượng m = 120 g , chứa lượng nước có khối lượng m = 600 g nhiệt độ t = 20 C Người ta thả vào hỗn hợp bột nhơm thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g nung nóng tới 100 C Khi có cân nhiệt nhiệt độ t = 24 C Tính khối lượng nhơm thiếc có hỗn hợp Nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế , nước , nhôm , thiếc : c = 460 J/kg độ , c = 4200 J/kg độ , c = 900 J/kg độ , c = 230 J/kg độ ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Câu : (5 đ) Nhiệt lượng bột nhôm thiếc toả : Nhôm : Q = m C (t - t ) Thiếc : Q = m C ( t - t ) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q = m C (t - t ) Nước : Q = m C ( t - t ) Khi cân nhiệt : Q + Q = Q + Q m C (t - t ) + m C ( t - t ) = m C (t - t ) + m C ( t - t )  m C + m C = (m1C1  m2 C )(t  t1 ) (0,12.460  0,6.4200)(24  20) = = 135,5 t2  t 100  24  m + m = 0,18 m 900 + m 230 = 135,5 Giải ta có m = 140 g ; m = 40 g V ậy kh ối l ượng nhôm l 140 gam kh ối l ượng thiếc l 40 gam Bài 5: (2,75 điểm) Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50g nhiệt độ 136oC vào nhiệt lượng kế chứa 50g nước 14oC Hỏi có gam chì gam kẽm miếng hợp kim trên? Biết nhiệt độ có cân nhiệt 18oC muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC cần 65,1J; nhiệt dung riêng nước, chì kẽm 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) 210J/(kg.K) Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi - Gọi khối lượng chì kẽm mc mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg) (1) 14 - Nhiệt lượng chì kẽm toả ra: Q1 = m c cc (136 - 18) = 15340m c ; Q = m k c k (136 - 18) = 24780m k 2,75đ - Nước nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = m n c n (18 - 14) = 0,05  4190  = 838(J) ; Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 - Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  0,25 15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta có: mc  0,015kg; mk  0,035kg Đổi đơn vị gam: mc  15g; mk  35g Bài 6:(2,0diểm) Một bếp dầu đun sơi lít nước đựng ấm nhơm khối lượng m2 = 300g sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp để đun lít nước điều kiện sau nước sơi ?(Biết nhiệt dung riêng nước nhôm c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K Biết nhiệt bếp dầu cung cấp cách đặn Câu (2,5 điểm) Có hai bình cách nhiệt Bình thứ đựng lít nước nhiệt độ t1 = 60 C, bình thứ hai chứa lít nước nhiệt độ t2 = 200C Đầu tiên, rót phần nước từ bình thứ sang bình thứ hai, sau bình thứ hai đạt cân nhiệt, người ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ lượng nước hai bình có dung tích nước lúc đầu Sau thao tác nhiệt độ nước bình thứ t'1 = 590C Hỏi rót nước kg từ bình thứ sang bình thứ hai ngược lại ? Cho biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Câu (2,5 điểm) Đổi : V1 =  = 5dm3 = 0,005 m3 ; 0,001m3; Khối lượng nước bình bình lần lượt: V2 =  = 1dm3 = m1 = Dn V1 = (kg) ; m2 =Dn.V2= 1(kg) (0,25đ) Do chuyển nước từ bình sang bình từ bình sang bình Giá trị khối lượng nước bình cũ, cịn nhiệt độ bình thứ hạ xuống lượng: t  600 C  590 C  10 C (0,25đ) Như nước bình bị nhiệt lượng: Q1 = m1 c  t1 (0,25đ) Nhiệt lượng truyền sang bình Do theo phương trình cân nhiệt ta có: m2 c  t2 = m1 c  t1 bình (0,5đ) Suy (0,25đ) ra:  t2 độ biến thiên nhiệt độ t2  m1 t1   50 C m2 Như sau chuyển lượng nước  m từ bình sang bình nhiệt độ nước bình trở thành: t'2 =t2 (0,25đ) +  t2 = 20 + 250C = Theo phương trình cân nhiệt: m c (t1 - t'2) = m1c (t'2 - t2) (0,5đ) Suy ra: m  m2 t '2  t 25  20   (kg ) t1  t '2 60  25 (0,25đ) Vậy khối lượng nước rót:  m = kg Câu : nhiệt lượng kế khối lượng m = 120 g , chứa lượng nước có khối lượng m = 600 g nhiệt độ t = 20 C Người ta thả vào hỗn hợp bột nhơm thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g nung nóng tới 100 C Khi có cân nhiệt nhiệt độ t = 24 C Tính khối lượng nhơm thiếc có hỗn hợp Nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế , nước , nhôm , thiếc : c = 460 J/kg độ , c = 4200 J/kg độ , c = 900 J/kg độ , c = 230 J/kg độ ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Câu 2: (5 đ) Nhiệt lượng bột nhôm thiếc toả : Nhôm : Q = m C (t - t ) Thiếc : Q = m C ( t - t ) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q = m C (t - t ) Nước : Q = m C ( t - t ) Khi cân nhiệt : Q + Q = Q + Q m C (t - t ) + m C ( t - t ) = m C (t - t ) + m C ( t - t )  m C + m C = (m1C1  m2 C )(t  t1 ) (0,12.460  0,6.4200)(24  20) = = 135,5 t2  t 100  24  m + m = 0,18 m 900 + m 230 = 135,5 Giải ta có m = 140 g ; m = 40 g V ậy kh ối l ượng nhôm l 140 gam kh ối l ượng thiếc l 40 gam Bài 3: (2,75 điểm) Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50g nhiệt độ 136oC vào nhiệt lượng kế chứa 50g nước 14oC Hỏi có gam chì gam kẽm miếng hợp kim trên? Biết nhiệt độ có cân nhiệt 18oC muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC cần 65,1J; nhiệt dung riêng nước, chì kẽm 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) 210J/(kg.K) Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi - Gọi khối lượng chì kẽm mc mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg) (1) - Nhiệt lượng chì kẽm toả ra: Q1 = m c cc (136 - 18) = 15340m c ; Q = m k c k (136 - 18) = 24780m k 2,75đ - Nước nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = m n c n (18 - 14) = 0,05  4190  = 838(J) ; Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) - Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta có: mc  0,015kg; mk  0,035kg Đổi đơn vị gam: mc  15g; mk  35g 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 0,25 Câu : nhiệt lượng kế khối lượng m = 120 g , chứa lượng nước có khối lượng m = 600 g nhiệt độ t = 20 C Người ta thả vào hỗn hợp bột nhơm thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g nung nóng tới 100 C Khi có cân nhiệt nhiệt độ t = 24 C Tính khối lượng nhơm thiếc có hỗn hợp Nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế , nước , nhôm , thiếc : c = 460 J/kg độ , c = 4200 J/kg độ , c = 900 J/kg độ , c = 230 J/kg độ ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Câu : (5 đ) Nhiệt lượng bột nhôm thiếc toả : Nhôm : Q = m C (t - t ) Thiếc : Q = m C ( t - t ) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q = m C (t - t ) Nước : Q = m C ( t - t ) Khi cân nhiệt : Q + Q = Q + Q m C (t - t ) + m C ( t - t ) = m C (t - t ) + m C ( t - t )  m C + m C = (m1C1  m2 C )(t  t1 ) (0,12.460  0,6.4200)(24  20) = = 135,5 t2  t 100  24  m + m = 0,18 m 900 + m 230 = 135,5 Giải ta có m = 140 g ; m = 40 g V ậy kh ối l ượng nhôm l 140 gam kh ối l ượng thiếc l 40 gam Bài 5: (2,75 điểm) Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50g nhiệt độ 136oC vào nhiệt lượng kế chứa 50g nước 14oC Hỏi có gam chì gam kẽm miếng hợp kim trên? Biết nhiệt độ có cân nhiệt 18oC muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC cần 65,1J; nhiệt dung riêng nước, chì kẽm 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) 210J/(kg.K) Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi - Gọi khối lượng chì kẽm mc mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg) 0,25 (1) 0,25 14 - Nhiệt lượng chì kẽm toả ra: Q1 = m c cc (136 - 18) = 15340m c 0,25 ; Q = m k c k (136 - 18) = 24780m k 2,75đ - Nước nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: 0,25 0,25 Q3 = m n c n (18 - 14) = 0,05  4190  = 838(J) ; 0,50 Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) 0,25 - Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  0,50 15340mc + 24780mk = 1098,4 0,25 (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta có: mc  0,015kg; mk  0,035kg Đổi đơn vị gam: mc  15g; mk  35g Bài 6:(2,0diểm) Một bếp dầu đun sôi lít nước đựng ấm nhơm khối lượng m2 = 300g sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp để đun lít nước điều kiện sau nước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng nước nhôm c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K Biết nhiệt bếp dầu cung cấp cách đặn ... ; Q = 65 ,1? ?? (18 - 14 ) = 26 0,4(J) - Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  15 340mc + 24 780mk = 10 98,4 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0,50 0 ,25 0,50 0 ,25 (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta có:... ; Q = 65 ,1? ?? (18 - 14 ) = 26 0,4(J) 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0,50 0 ,25 0,50 - Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  0 ,25 15 340mc + 24 780mk = 10 98,4 (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta có:... (1) 14 - Nhiệt lượng chì kẽm toả ra: Q1 = m c cc (13 6 - 18 ) = 15 340m c ; Q = m k c k (13 6 - 18 ) = 24 780m k 2, 75đ - Nước nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = m n c n (18 - 14 ) = 0,05  419 0