các dạng bài tập hsg phần nhiệt học Một số bài tập định tính Nhiệt học Bài1: Nhiệt độ bình thờng của thân thể ngời là 36,6 0 C. Tuy nhiên ta không thấy lạnh khi nhiệt độ của không khí là 25 0 C và cảm thấy rất nóng khi nhiệt độ không khí là 36 0 C. Còn trong nớc thì ngợc lại, khi ở nhiệt độ 36 0 C con ngời cảm thấy bình thờng, còn khi ở 25 0 C ngời ta cảm thấy lạnh. Giải thích nghịch lí này nh thế nào? Bài 2: Sự truyền nhiệt chỉ thực hiện đợc từ một vật nóng hơn sang một vật lạnh hơn. Nhng một chậu nớc để trong phòng có nhiệt độ bằng nhiệt độ của không khí xung quanh, lẽ ra nó không thể bay hơi đợc vì không nhận đợc sự truyền nhiệt từ không khí vào nớc. Tuy vậy, trên thực tế , nớc vẫn cứ bay hơi. Hãy giải thích điều nh là vô lí đó. Bài 3: Ai cũng biết rằng giấy rất dễ cháy.Nhnng có thể đun sôi nớc trong một cái cốc bằng giấy, nếu đa cốc này vào ngọn lửa của bếp đèn dầu đang cháy. Hãy giải thích nghịch lí đó. Bài 4: Về mùa hè, ở nhiều xứ nóng ngời ta thờng mặc quần áo dài hoặc quấn quanh ngời bằng những tấm vải lớn. Còn ở nớc ta lại thờng mặc quần áo mỏng, ngắn. Vì sao vậy? Bài 5: Tại sao trong tủ lạnh, ngăn làm đá đợc đặt trên cùng, còn trong các ấm điện, dây đun lại đợc đặt gần sát đáy? Bài 6: Một quả cầu kim loại đợc treo vào một lực kế nhạy và nhúng trong một cốc nớc. Nếu đun nóng đều cốc nớc và quả cầu thì số chỉ lực kế tăng hay giảm? Biết rằng khi nhiệt độ tăng nh nhau thì nớc nở nhiều hơn kim loại. Bài tập về trao đổi nhiệt Bai 1: Ngời ta thả vào 0,2kg nớc ở nhiệt độ 20 0 C một cục sắt có khối l- ợng 300g ở nhiệt độ 10 0 C và một miếng đồng có khối lợng 400g ở 25 0 C. Tính nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp và nêu rõ quá trình trao đổi nhiệt giữa các thành phần trong hỗn hợp đó. Bài 2: Để có M = 500g nớc ở nhiệt độ t = 18 0 C để pha thuốc rửa ảnh, ngời ta đẵ lấy nớc cất ở t 1 = 60 0 C trộn với nớc cất đang ở nhiệt độ t 2 = 4 0 C. Hoỉ đẵ dùng bao nhiêu nớc nóng và bao nhiêu nớc lạnh? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với vỏ bình. Bài 3: Để xác định nhiệt độ của một chiếc lò, ngời ta đốt trong nó một cục sắt có khối lợng m = 0,3kg rồi thả nhanh vàotrong bình chứa m 1 = 4kg nớc có nhiệy độ ban đầu là t 1 = 8 0 C. Nhiệt độ cuối cùng trong bình là t 2 = 16 0 C. Hãy xác định nhiệt độ của lò. Bỏ qua trao đổi nhiệt với vỏ bình. Nhiệt dung riêng của sắt là c = 460J/kg.K. Bài 4: Một cục đồng khối lợng m 1 = 0,5kg đợc nung nóng đến nhiệt độ t 1 = 917 0 C rồi thả vào một chậu chứa m 2 = 27,5kg nớc đang ở nhiệt độ t 2 = 15,5 0 C. Khi cân bằng nhiệt độ thì nhiệt độ của cả chậu là t = 17 0 C. Hãy xác định nhiệt dung riêng của đồng. Nhiệt dung riêng của nớc c 2 = 4200J/kg.K. Bỏ qua trao đổi nhiệt với chậu nớc. Bài 5: Để có thể làm sôi m = 2kg nớc có nhiệt độ ban đầu t 1 = 10 0 C chứa trong một chiếc nồi bằng nhôm có khối lợng m 1 cha biết, ngời ta đẵ cấp một nhiệt lợng Q = 779 760J. Hãy xác định khối lợng của nồi. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là c 1 = 880J/Kg.K. Xem nh không có nhiệt lợng hao phí. Bài 6: Một nhiệt lợng kế khối lợng m 1 = 100g, chứa m 2 = 500g nớc cùng ở nhiệt độ t 1 = 15 0 C. Ngời ta thả vào đó m = 150g hỗn hợp bột nhôm và thiếc đợc nung nóng tới t 2 = 100 0 C. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là t = 17 0 C. Tính khối lợng nhôm và thiếc có trong hỗn hợp. Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lợng kế, của nớc, nhôm, thiếc lần lợt là : c 1 = 460J/kg.K ; c 2 = 4200J/kg.K ; c 3 = 900J/kg.K ; c 4 =230J/kg.K. Bài 7 : Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m 1 = 2kg nớc ở t 1 = 40 0 C. Bình 2 chứa m 2 = 1kg nớc ở t 2 = 20 0 C. Ngời ta trút một lợng nớc m , từ bình 1 sang bình 2. Sau khi ở bình 2 nhiệt độ đẵ ổn định, lại trút lợng nớc m , từ bình 2 trở lại bình 1. nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t , 1 = 38 0 C. Tính khối lợng nớc m , trút trong mỗi lần và nhiệt độ cân bằng t , 2 ở bình 2. Bài 8 : Có hai bình, mỗi bình đựng một chất lỏng nào đó. Một HS lần lợt múc từng ca chất lỏng ở bình 2 trút vào bình 1 và ghi lại nhiệt độ khi cân bằng ở bình 1 sau mỗi lần trút : 20 0 C, 35 0 C, rồi bỏ sót mất 1 lần không ghi, rồi 50 0 C. Hãy tính nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt ở lần bị bỏ sót không ghi, và nhiệt độ của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 trút vào. Coi nhiệt độ và khối lợng của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 đều nh nhau. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trờng. Bài 9 : a) Một hệ gồm có n vật có khối lợng m 1 , m 2 , m n ở nhiệt độ ban đầu t 1 , t 2 , .t n , làm bằng các chất có nhiệt dung riêng c 1 , c 2 , c n , trao đổi nhiệt với nhau.Tính nhiệt độ chung của hệ khi có cân bằng nhiệt. b) Ap dụng : Thả 300g sắt ở nhiệt độ 10 0 C và 400g đồng ở 25 0 C vào 200g nớc ở 20 0 C. Tính nhiệt độ khi cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của sắt, đồng, nớc lần lợt là 460, 400 và 4200J/kg.K. Bài 5: Một thau nhôm có khối lợng 0,5kg đựng 2kg nớc ở 20 0 C. a) Thả vào thau nớc một thỏi đồng có khối lợng 200g lấy ở lò ra. Nớc nóng đến 21,2 0 C. tìm nhiệt độ của bếp lò? Biết NDR của nhôm, nớc, đồng lần lợt là: c 1 = 880J/kg.K; c 2 = 4200J/kg.K; c 3 = 380J/kg.K. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trờng b) Thực ra trong trờng hợp này, nhiệt lợng tỏa ra môi trờng là 10% nhiệt lợng cung cấp cho thau nớc. Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò. c) nếu tiếp tục bỏ vào thau nớc một thỏi nớc đá có khối lợng 100g ở 0 0 C nớc đá có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lợng nớc đá còn sót lại nếu không tan hết. Biết NNC của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg. Bài tập về NSTN của nhiên liệu và hiệu suất của động cơ nhiệt Bài 1: Dùng bếp dầu đun sôi 2,2 lít nớc ở 25 0 C dựng trong một ấm nhôm có khối lợng 0,5kg. Biết chỉ có 30% nhiệt lợng do dầu tỏa ra khi bị đốt cháy làm nóng ấm và nớc trong ấm, NDR của nớc và nhôm theo thứ tự lần lợt là 4200J/kg.K và 880J/kg.K, NSTN của dầu hỏa là 44.10 6 J/kg. Hãy tính lợng dầu cần dùng? Bài 2: Để có nớc sôi các nhà thám hiểm đẵ phải đun nóng chảy 1kg băng có nhiệt độ ban đầu t 1 = - 10 0 C và đẵ dùng hết 4kg củi khô. Hãy tính hiệu suất của bếp, biết rằng NSTN của củi là q = 10 7 J/kg. Bài 3:Một ôtô chạy với vận tốc v = 54km/h thì công suất máy phải sinh ra là P = 45kW. Hiệu suất của máy là H = 30%. Hỏi cứ đi 100km thì xe tiêu thụ hết bao nhiêu lít xăng? Xăng có khối lợng riêng D = 700kg/m 3 và NSTN q = 4,6.10 7 J/kg. Bài 4: Một động cơ nhiệt hiệu suất H = 16%, công suất trung bình P =15kW, mỗi ngày làm việc 6 h. Hỏi với số xăng dự trữ là 3500lít, động cơ làm việc đợc bao nhiêu ngày? Cho biết khối lợng riêng và NSTN của xăng ở bài trên. Bài 5: Một ôtô đợc trang bị một động cơ tuabin hơi có công suất 125 sức ngựa và hiệu suất 0,18. Hỏi cần bao nhiêu củi để ôtô đi đợc quãng đờng 1km với vận tốc 18km/h, và với công suất tối đa của động cơ. NSTN của củi là 3.10 6 cal/kg. 1 sức ngựa bằng 736W, còn 1cal = 4,186J. Bài 6: a) Tính lợng dầu cần để đun sôi 2 lít nớc đựng trong một ấm bằng nhômcó khối lợng 200g. Biết NDR của nớc và ấm nhôm là c 1 =4200J/kg.K; c 2 = 880J/kg.K, NSTN của dầu là q = 44.10 6 J/kg và hiệu suất của bếp là 30%. b) Cần đun thêm bao lâu nữa thì nớc hóa hơi hoàn toàn. Biết bếp dầu cung cấp nhiệt một cách đều đặn và kể từ lúc đun cho đến lúc sôi mất thời gian 15 phút. Biết nhiệt hóa hơi của nớc L = 2,3.10 6 J/kg. Bài tập về sự chuyển thể của các chất trong quá trình trao đổi nhiệt Bài 1: Một bếp dầu dùng để đun nớc. Khi đun 1kg nớc ở 20 0 C thì sau 10 phút n- ớc sôi. Cho bếp dầu cung cấp nhiệt một cách đều đặn. a) Tìm thời gian cần thiết để đun lợng nớc trên bay hơihoàn toàn. Cho NDR và NHH của nớc là c = 4200J/kg.K; L = 2,3.10 6 J/kg. Bỏ qua sự thu nhiệt của ấm n- ớc. b) Giải lại câu a nếu tính đến ấm nhôm có khối lợng 200g có NDR 880J/kg.K. ĐS: a. 1h 18ph 27s b. 1h 15ph 42s Bài 2: Để có 50 lít nớc ở t = 25 0 C, ngời ta đổ m 1 kg nớc ở t 1 = 60 0 C vào m 2 kg nớc đá ở t 2 = - 5 0 C. Tính m 1 và m 2 . Nhiệt dung riêng của nớc và nớc đá lần lợt là c 1 = 4200J/kg.K ; c 2 = 2100J/kg.K, Nhiệt nóng chảy của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg. ĐS: 12,2kg và 37,8kg Bài 3: Trong một bình đồng khối lợng m 1 = 400g có chứa m 2 = 500g nớc cùng ở nhiệt độ t 1 = 40 0 C. Thả vào đó một mẩu nớc đá ở t 3 = -10 0 C. Khi có cân bằng nhiệt ta thấy còn sót lại m , = 75g nớc đá cha tan. Xác định khối lợng ban đầu m 3 của nớc đá. Cho NDR của đồng là 400J/kg.K. ĐS: 0,32kg Bài 4: Dẫn m 1 = 0,5kg hơi nớc ở t 1 = 100 0 C vào một bình bằng đồng có khối l- ợng m 2 = 0,3kg trong đó có chứa m 3 = 2kg nớc đá ở t 2 = - 15 0 C. Tính nhiệt độ chung và khối lợng nớc có trong bình khi có cân bằng nhiệt. Cho NDR của đồng là 400J/kg.K. ĐS: 58 0 C và 2,5kg Bài 5: Thực nghiệm cho thấy rằng nếu đun nóng hoặc làm lạnh n ớc mà áp dụng một số biện pháp đặc biệt thì có thể đ ợc n ớc trong trạng thái lỏng ở các nhiệt độ trên 100 0 C (gọi là n ớc nấu quá) và d ới 0 0 C (gọi là n ớc cóng) Trong một nhiệt lợng kế chứa m 1 = 1kg nớc cóng có nhiệt độ t 1 = -10 0 C. Ngời ta đổ vào đó m 2 = 100g nớc đẵ đợc nấu quá đến t 2 = +120 0 C. Hỏi nhiệt độ cuối cùng trong nhiệt lợng kế bằng bao nhiêu? Vỏ nhiệt lợng kế có khối lợng M = 425g và NDR c = 400J/kg.K. ĐS: 4 0 C Bài 6: Khi bỏ một hạt nớc nhỏ vào nớc cóng thì nớc lập tức bị đóng băng. Hãy xác định a) Có bao nhiêu nớc đá đợc hình thành từ M = 1kg nớc cóng ở nhiệt độ t 1 = - 8 0 C. b) Cần phải làm cóng nớc đến nhiệt độ bằng bao nhiêu để nó hoàn toàn biến thành nớc đá. Bỏ qua sự phụ thuộc NDR và NNC của nớc vào nhiệt độ. ĐS: a. 86g b. -162 0 C . các dạng bài tập hsg phần nhiệt học Một số bài tập định tính Nhiệt học Bài1: Nhiệt độ bình thờng của thân thể ngời là 36,6 0 C. Tuy nhiên ta không thấy lạnh khi nhiệt độ của không. t 2 , .t n , làm bằng các chất có nhiệt dung riêng c 1 , c 2 , c n , trao đổi nhiệt với nhau.Tính nhiệt độ chung của hệ khi có cân bằng nhiệt. b) Ap dụng : Thả 300g sắt ở nhiệt độ 10 0 C và 400g. nóng đến nhiệt độ t 1 = 917 0 C rồi thả vào một chậu chứa m 2 = 27,5kg nớc đang ở nhiệt độ t 2 = 15,5 0 C. Khi cân bằng nhiệt độ thì nhiệt độ của cả chậu là t = 17 0 C. Hãy xác định nhiệt