Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 14 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
N I DUNG B I ỏ NG H C SINH GI I L P THCS ộĂỘ H C: 2016-2017 MÔN V T LÝ Ỏhuyên đ 1: NHI T H C - Nhi t l ng - Ph ng trình cân b ng nhi t - ộăng su t t a nhi t - B o toàn l ng hi n t ng c nhi t - S chuy n th c a ch t hóa h i ng ng t đơng đ c, nóng ch y Đ nh nghĩa nhi t l ng:Ph n n i mà v t nh n đ c hay m t trình truy n nhi t g i nhi t l ng Đ nh nghĩa nhi t dung riêng:Nhi t l ng c n cung c p cho kg c a m t ch t đ tăng thêm oK g i nhi t dung riêng c a ch t Cáccơng th c a Tính nhi t l ng thu vào đ tăng nhi t đ t t1 t2: Qthu = mc(t2 t1) ( t2>t1) b Tính nhi t l ng t a h nhi t t t2 t1: Qt a = mc ( t1 t2) (t1>t2) c Ph ng trình cân b ng nhi t Qt a = Qthu d Tính nhi t l ng thu vào nóng ch y t a đông đ c NĐNC NĐĐĐ Q = m e Tính nhi t l ng thu vào hóa h i t a ng ng t nhi t đ hóa h i NĐNT Q = m.L f Tính nhi t lu ng t a đ t cháy nhiên li u Q = m.q Đ n v c a đ i l ng Q nhi t l ng đ n v J m kh i l ng đ n v kg t nhi t đ d n v 0C ho c 0K ( 10C = 10K) c nhi t dung riêng đ n v J kg K nhi t nóng ch y đ n v J kg L nhi t hóa h i đ n v J kg Q su t t a nhi t c a nhiên li u đ n v J kg Q Hi u su t t a nhi t v i thu nhi t hi u su t c a đ ng c nhi t: H ich 100 % Qtp Ỏhuyên đ : s trao đ i nhi t c a hai ch t nhi u ch t ch a có s chuy n đ i ch t I, Ki n th c c b n 1.Nhi t l ng v t thu vào (ch a có s chuy n đ i ch t) m : kh i l Q mc (t2 t1 ) ng c a v t ( kg ) c : nhi t dung riêng ( J / Kg.K ) t2 , t1 : nhi t đ lúc sau lúc đ u c a v t ( C ) L u o 2.Nhi t l t2 t1 ng v t t a ch a có s chuy n đ i ch t) m : kh i l ng c a v t ( kg ) T Lê Đình ĐH BK ĐN c : nhi t dung riêng ( J / Kg.K ) ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level Q mc (t1 t2 ) t2 Ph t1 , : nhi t đ lúc sau lúc đ u c a v t ( oC ) L u ng trinh cân b ng nhi t QThu : t ng nhi t l ng thu vào QToa : t ng nhi t l 4.Nhi t l t1 t2 ng t a QThu QToa ng cua m kg nhiên li u t a đ t cháy hoàn toàn Q q.m m : kh i l ng c a nhiên li u (Kg) q su t t a nhi t c a nhiên li u Q : nhi t l ng nhiên li u t a Hi u su t c a đ ng c nhi t ( ho c vi c s d ng nhi t) - Qcó ích : nhi t l H ng v t nh n vào đ tăng nhi t đ - Qtoàn phân : nhi t l ng mà ngu n nhi t cung c p nhiên li u cháy ho c v t khác t a ) T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level Qcó ích 100% Qtồn phân Ỏhun đ 02 : Cân b ng nhi t có s chuy n th I, LÍ THUY T 1,Nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t nóng ch y hồn tồn nóng ch y - m : kh i l ng c a v t (Kg) - : nhi t nóng ch y c a ch t làm v t (J/Kg) - Q : nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t nóng ch y hồn tồn đ nóng ch y (J) 2,Nhi t l ng v t t a đ m kilogam v t nóng ch y hồn tồn nóng ch y ng v t thu vào đ m kilogam v t hóa h i hồn tồn ng v t t a đ m kilogam v t ng ng t hoàn toàn m : kh i l nhi t Q .m Q = L.m nhi t đ đơng đ c (J) nhi t đ hóa h i - m : kh i l ng c a v t (Kg) - L : nhi t hóa h i c a ch t làm v t (J/Kg) - Q : nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t hóa h i hoàn toàn 4,Nhi t l Q .m nhi t đ - m : kh i l ng c a v t (Kg) - : nhi t đông đ c c a ch t làm v t (J/Kg) - Q : nhi t l ng v t t a đ m kilogam v t đơng đ c hồn tồn 3,Nhi t l nhi t đ nhi t đ hóa h i J nhi t đ ng ng t Q L.m ng c a v t (Kg) - L : nhi t ng ng t c a ch t làm v t (J/Kg) - Q : nhi t l ng v t t a đ m kilogam v t đông đ c hồn tồn nhi t đ đơng đ c (J) BÀI P Đun nóng kg đ ng nhi t đ C đ n nóng ch y hồn toàn a Xác đ nh nhi t l ng c n thi t đ th c hi n trình b Nhi t l ng đ c cung c p b i m t l ng than c i Cho bi t hi u su t c a b p than c i Xác đ nh l ng than c i c n dùng Bi t nhi t nóng ch y c a đ ng J kg đ ng nóng ch y nhi t đ C su t t a nhi t c a than c i J/kg T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level Gi i: a Nhi t l ng dùng đ đun nóng đ ng t 380C đ n 10830C: Q1 = m.c (t2 – t1) = 10.380.( 1083 – 38) = 3971000J Nhi t l ng cung c p cho 10kg đ ng nóng ch y hồn tồn nhi t đ nóng ch y: Q2 = m = 10.1,8.105 = 18.105J Nhi t l ng cung c p cho c trình : Q = Q1 + Q2 = 3971000J + 1800000J = 5771000J b Theo công thức : H Q Q ci Qtp ci H Q Nhiệt lượng toàn phần nhiệt lượng đốt cháy củi tỏa : Qtp 5771000 J 14427500 J 0,4 Lượng củi cần dùng để nấu lượng đồng nói nóng chảy hoàn toàn nhiệt độ nóng chảy : Qtp 14427500 J m' 1,11275 kg q 10.10 J / kg Đun kg n c đá -100C đ n sôi a Tính nhi t l ng c n cung c p cho l ng n c nói b V i l ng c i than kg có th th c hi n q trình đ c khơng Bi t hi u su t c a b p su t t a nhi t c a than c i 10.106J/kg c/ Tính nhi t l ng c n cung c p cho kg n c tăng nhi t đ t - C bi n thành h i Gi i: a,b/ Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c đá -100C đ n 00C: Q1 = m.c1 ( t2 – t1) = 15.1800.[ – (-10)] = 270000J Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c đá nóng ch y hồn tồn 00C: Q2 = m = 15.3,4.105 = 5100000J Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c t ng nhi t đ t 00C đ n 1000C: Q3 = m.c2.( t3 – t2) = 15.4200.(100 – 0) = 6300000J Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c đá t -100C đ n sôi: Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = 270000J + 5100000J + 6300000J = 11670000 J Nhi t l ng đ t cháy than c i t a nhi t l ng tồn ph n: Theo công thức : H Qthu Qtoa Qtoa Qthu 11670000 J 23340000 J H 0,5 Nhi t l ng t a đ t cháy 1,5kg than c i: Q’t a = q.m = 10.106.1,5 = 15000000J Ta th y Q’t a < Qt a V y v i 1,5kg than c i khơng th c hi n đ c trình c/ Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c t ng nhi t đ t -200C đ n 00C Q1 = m.c1.( t2 –t1) = 1.1800.{ – (-20)] = 36000J Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c đá nóng ch y hồn tồn nhi t đ nóng ch y: Q2 = m = 3,4.105.1 = 340000J Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c t ng nhi t đ t 00C đ n sôi 1000C: Q3 = m.c2.(t3 –t2 ) = 1.42000.(100 – 0) = 42000J Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c hóa h i hồn tồn nhi t đ sôi: Q4 = L.m = 2.3.106.1 = 2300000J Nhi t l ng c n cung c p đ th c hi n trình trên: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 36kJ + 340kJ + 420kJ + 2300kJ = 3096kJ T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level D n g h i n c vào bình cách nhi t đ ng n c đá -40C N c đá tan hoàn toàn lên đ n 0C a Tìm kh i l ng n c đá có bình Bi t nhi t nóng ch y c a n c đá =3,4.105J kg nhi t hóa h i c a n c J kg nhi t dung riêng c a n c c1 J kg K c a n c đá c2 = 1800J/kg.K b Đ t o nên g h i n c nhi t đ C t n c có nhi t đ ban đ u 0C b ng b p d u có hi u su t H Tìm l ng d u c n dùng bi t su t t a nhi t c a d u q J/kg Gi i: Nhi t l ng n c t a ng ng t 1000C h nhi t t 1000C xu ng 100C: Q1 = L.m1 + m1.c1 ( t1 –t) Nhi t l ng n c đá thu vào đ t ng nhi t đ t -40C đ n 00C sau nóng ch y hồn tồn thành n 00C t ng nhi t đ t 00C đ n 100C: Q2 = m2.c2 ( t3 – t2) + m2 + m2.c1.( t –t3) Theo ph ng trình cân b ng nhi t, ta có: L.m1 + m1.c1.(t1 –t) = m2 { c2( t3 – t2) + + c1.(t –t3)} c L.m1 m1 c1 (t1 t ) 2,3.10 6.0,1 0,1.4200 (100 0) m2 0,69kg c (t t ) c1 (t t ) 1800 {0 (4)} 3,4.10 4200 (10 0) b L ng d u c n dùng: Nhi t l ng c n cung c p cho 100g n c t 200C bi n thành h i n c 1000C: Qthu = m1.c1.( t1 – t4) + m1.L = 0,1.4200.(100 – 20) + 0,1.2,3.106 = 263,6.103J Nhi t l L ng d u đ t cháy t a ra: Qt a = Qthu 263,6.10 659.10 J H 0,4 Qtoa 659.10 ng d u c n dùng: m 0,014 kg 14 g q 4,5.10 4* Đ xác đ nh nhi t đ c a m t b p lò ng i ta làm nh sau B vào lị m t kh i đ ng hình l p ph ng có c nh a cm sau l y kh i đ ng b m t t ng n c đá C Khi có cân b ng nhi t m t c a kh i đ ng chìm d i m t n c đá đo n b cm Bi t kh i l ng riêng c a đ ng Do = 8900kg/m3, nhi t dung riêng c a đ ng co J kg k nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.105J kg K kh i l ng riêng c a n c đá D kg m3 Gi s n c đá ch tan có d ng hình h p có ti t di n bàng ti t di n kh i đ ng Gi i: Cho bi t: a = 2cm = 2.10-2m b= 1cm = 1.10-2m Do = 8900kg/m3 D = 900kg/m3 = 3,4.105J/kg co = 400J/kg.K t2 = C t1 =? Nhi t l ng đ ng t a h nhi t t t1 xu ng t2: Qt a = mđ.co.( t1 – t2) Trong : mđ = Do.Vđ = Do.a3 Nhi t l ng n c đá thu vào nóng ch y: Q thu = mn c = D.a2( a + b) Vì xem hai v t ch trao đ i nhi t cho nên ta có: Qt a = Qthu Hay : Do.a3.co ( t1-t2) = D.a2.(a +b) D.(a b). 900 kg / m3 (2 1).10 2 m.3,4.10 J / kg t1 D0 c0 a 8900 kg / m3 400 J / kg K.2.10 m 128,9 C V y nhi t đ ban đ u c a th i đ ng 128,90C T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level 0C đ 5* M t th i h p kim chì k m có kh i l ng g nhi t đ c th vào m t nhi t l ng k có nhi t dung J đ ch a lít n c C Nhi t đ cân b ng 0C Tìm kh i l ng chì k m có h p kim Bi t nhi t dung riêng c a chì k m l n l t J kg K J kg k nhi t dung riêng c a n c J kg K Gi i: Cho bi t: mhk = 500g = 0,5kg t1 = 1200C mn c = 1kg t2 = 200C m3.c3 = 300J/đ t = 220C cc = 130J/kg.K ck = 400J/kg.K cn c = 4200J/kg.K mc mk =? G i mc mk l n l t kh i l ng c a chì k m có h p kim Ta có: mc + mk = mhk = 0,5kg (1) M c khác, h p kim chì k m t a nhi t cịn nhi t l ng k n c thu nhi t Do cân b ng nhi t , ta có: (mc.cc + mk.ck )(t1 – t) = (m3.c3 + mn c.cn c)( t – t2) mc cc mk ck Gi i ph (m3 c3 mnuoc.cnuoc )(t t ) 130 mc 400 mk 90 (2) (t1 t ) ng trình (1) (2) ta đ c: mc = 407,4g ; mk = 92,6g 6* M t thau nhơm có kh i l ng kg đ ng kg n c nhi t đ C a Th vào thau n c m t th i đ ng có kh i l ng g l y lị N c nóng đ n C Tìm nhi t đ c a b p lị Bi t nhi t dung riêng c a nhơm n c đ ng l n l t c1 = 800J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K ; c3 = J kg K b qua s trao đ i nhi t môi tr ng b Th c tr ng h p nhi t l ng t a mơi tr ng Tìm nhi t đ th c c a b p lò c N u ti p t c b vào thau n c m t c c n c đá có kh i l ng g C N c đá tan h t không Tìm nhi t đ cu i c a h th ng ho c l ng n c đá sót l i n u khơng tan h t Bi t nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.105J/kg Gi i: a G i t0C nhi t đ c a b p lò c ng nhi t đ ban đ u c a th i đ ng Nhi t l ng thau nhôm nh n đ c đ t ng nhi t đ t t1 = 200C đ n t2= 21,20C Q1 = m1.c1.( t2 – t1) Nhi t l ng n c nh n đ c đ t ng nhi t đ t t1 đ n t2: Q2 = m2.c2.(t2 – t1) 0 Nhi t l ng kh i đ ng t a đ h nhi t t t C xu ng 21,2 C: Q3 = m3.c3.( t – t2) Do b qua m t mát nhi t, theo ph ng trình cân b ng nhi t ta có: Q3 = Q1 + Q2 m3.c3.(t – t2) = ( m1.c1 + m2.c2)(t2 –t1) t (m1 c1 m2 c2 )(t t1 ) m3 c3 t (0,5.880 2.4200 )(21,2 20) 0,2.380.21,2 167,78 C 0,2.380 m3 c3 b Th c t s t a nhi t mơi tr ng nên ta có:Qthu = 90%Qt a Q1 + Q2 = 90% Q3 hay 0,9Q3 = Q1 + Q2 0,9.m3.c3 (t’ – t2) = (m1.c1 + m2.c2) ( t2 –t1) t ' (m1 c1 m2 c2 )(t t1 ) t 174,74 C 0,9m3 c3 c Nhi t l ng th i n c đá thu vào đ nóng ch y ho n tồn Q = m = 3,4.105.0,1 = 34000J T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ 00C Nhi t h c Level Nhi t l ng c h th ng g m thau nhôm, n c, th i đ ng t a đ gi m nhi t đ t 21,20C xu ng 00C Q’= ( m1.c1 + m2.c2 + m3.c3)( 21,2 – 0) = ( 0,5.880 + 2.4200 + 0,2.380).21,2 = 189019,2J Do nhi t l ng n c đá thu vào đ làm tan hoàn toàn nh h n nhi t l ng c a h th ng t a nên n c đá tan h t c h th ng t ng nhi t đ đ n t” G i Q” nhi t l ng th a l i d ng cho c h th ng t ng nhi t đ t 00C đ n t”0C Q” = Q’ –Q = [ m1.c1 + (m2 + m).c2 + m3.c3].t” t" 189109 ,2 34000 Q'Q 16,6 C m1 c1 (m2 m).c m3 c3 0,5.880 (2 0,10.4200 0,2.380 7*.M t th i n c đá có kh i l ng m1 g -100C a Tính nhi t l ng c n cung c p đ th i n c đá bi n thành h i hoàn toàn C Cho nhi t dung riêng c a n c đá c1 J kg K c a n c c2 J kg K nhi t nóng ch y c a n c đá C = 3,4.10 J kg nhi t hóa h i c a n c L J/kg b N u b th i n c đá vào sô nhôm ch a n c C Sau có cân b ng nhi t ng i ta th y n c đá cịn sót l i g Tính l ng n c có sơ lúc đ u Bi t sơ nhơm có kh i l ng m2 = 100g nhi t dung riêng c a nhôm c3 = 880J/kg.K Gi i: a G i Q nhi t l ng n c thu vào đ t ng nhi t đ t t1 = -100c đ n t2 = 00C: Q1 = m1.c1.( t2 – t1) = 0,2.1800.[0 – (-10)]= 3600J = 3,6kJ Nhi t l ng n c đá thu vào đ nóng ch y hoàn toàn 00C: Q2 = m1 = 3,4.105.0,2 = 68000J = 68kJ Nhi t l ng n c thu vào đ t ng nhi t đ t 00C đ n 1000C: Q3 = m1.c2.(t3 –t2) = 0,2.4200.(100 – 0) = 84000J = 84kJ Nhi t l ng n c thu vào đ hóa h i hồn tồn 1000C: Q4 = L.m1 = 2,3.106.0,2 = 460000J = 460kJ Nhi t l ng t ng c ng c n cung c p đ n c đá -100C đ n hóa h i hồn tồn 1000C Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 3,6kJ + 68kJ + 84kJ + 460kJ = 615,6kJ b G i mx l ng n c đá tan thành n c b vào sơ nhơm: mx = 200 – 50 = 150g Do n c đá không tan h t nên nhi t đ cu i c a h th ng 00C Nhi t l ng mà toàn kh i n c đá nh n đ c đ t ng nhi t đ đ n 00C: Q’ = m1.c1 (t2 –t1) = Q1 = 3600J Nhi t l ng mà mx kh i n c đá nh n đ c đ tan hoàn toàn: Q” = mx = 0,15.3,4.105 = 51000J Toàn b nhi t l ng n c có kh i l ng M sô nhôm t a đ gi m nhi t đ t 20 0C xu ng 00C Q = ( M.c2 + m2.c3 )( 200 – 0) = (M.4200 + 0,1.880) 20 Theo ph ng trình cân b ng nhi t , ta có:Q = Q’ +Q” Hay : ( M.4200 + 0,1.880).20 = 3600 + 51000 = 54600 M.4200 + 88 = 2730 2730 88 M 0,629 kg 4200 8*.Môt b p d u dùng đ đun n cung c p m t cách đ u đ n T Lê Đình ĐH BK ĐN c đun kg n c C sau ThuVienDeThi.com Chuyên đ phút n Nhi t h c Level c sôi Bi t nhi t đ c a Tìm th i gian c n thi t đ cung c p l ng n c nói bay h i hoàn toàn Bi t nhi t dung riêng 6J kg B qua s nhi t hóa h i c a n c c J kg K L trao đ i nhi t v i đ dúng c a n c b Gi i l i câu a n u tính đ n m nhơm có kh i l ng g có nhi t dung riêng 880J/kg.K Gi i: a Nhi t l ng n c thu vào đ t ng nhi t đ t t1 = 200C đ n sôi 1000C Q1 = m1.c1.( t2 – t1) = 1.4200.( 100 – 20) = 336000J = 336kJ Nhi t l ng n c thu vào đ hóa h i hồn tồn 1000C: Q2 = L.m1 = 2,3.106.1 = 2300000J = 2300kJ Do b p cung c p nhi t đ u đ n, Sau 10phút n c thu đ c nhi t l ng Q1 G i t’1 t’2 th i gian đun n c.Th i gian đun đ n c thu đ c nhi t l ng Q2 là: 2300 kJ 10 Q1 Q2 Q t '2 t '1 68,45 ph 336 kJ t '1 t '2 Q1 Th i gian t ng c ng k t lúc đun n c đ n hóa h i hoàn toàn: t’ = t’1 + t’2 = 10ph + 68,45ph = 78,45ph b N u k đ n ph n nhi t l ng m nhôm thu vào sau 10ph b p d u cung c p m t nhi t l ng: Q = Q1 + Q’1 ( v i Q’ nhi t l ng m nhơm thu vào đ t ng nhi t đ t 200C đ n 1000C): Q’1 = m2.c2 (t2 – t1) = 0,2.880 (100 – 20) = 14080J = 14,08J Q = Q1 +Q’1 = 336kJ + 14,08kJ = 350,08kJ K t lúc n c sôi, m nhôm không nh n thêm nhi t l ng n a ( khơng t ng nhi t đ ) Nhi t l ng b p d u cung c p v n nhi t l ng Q2 = 2300kJ Do th i gian đ b p cung c p nhi t l ng Q2 là: t"2 t '1 Q2 10.2300 65,70 ph 350.0,8 Q'1 9*.Th m t qu c u b ng thép có kh i l ng m1 kg đ c nung t i nhi t đ C vào m t h n h p n c đá C H n h p có kh i l ng t ng c ng m2 = 2kg a Tính kh i l ng n c đá có h n h p Bi t nhi t đ cu i có h n h p 0C Nhi t dung riêng c a thép c1 J kg K c a n c J kg K nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.10 J/kg b Th c trình có m t l p n c ti p xúc v i qu c u b hóa h i nên nhi t đ cu i c a h n h p ch 0C Tính l ng n c hóa thành h i Cho bi t nhi t hóa h i c a n c L 2,3.106J/kg Gi i: Nhi t l ng qu c u thép t a h nhi t t 6000C xu ng 500C Q1 = m1.c1.( 600 – 50) = 2.4200.550 = 506000J G i mx l ng n c đá có h n h p Nhi t l ng n c đá nh n đ c đ nóng ch y hồn tồn 0C: Qx = mx Nhi t l ng c h n h p nh n đ c đ t ng nhi t đ t 00C đ n 500C : Q2 = m2.c2.( 50 – 0) = 2.4200.50 = 420000J Theo ph ng trình cân b ng nhi t , ta có: Qx + Q2 = Q1 Hay: mx + 420000 = 506000 => mx = 506000 42000 86000 0,253kg 253 g 3,4.10 b G i my l ng n c hóa thành h i Theo tốn ta có: Nhi t l ng qu c u thép cung c p dùng đ làm nóng ch y hồn tồn mx gam n c đá 00C, nâng nhi t đ c a h n h p t 00C đ n 480C; nâng my gam n c t 480C đ n 1000C hóa h i 1000C Do đó: Q1 = Qx + m2.c2.( 48 – 0) + my.c2.(100 – 48) + my.L T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level Hay: my[ c2.52 + L] = Q1 – Qx – m2.c2.48 = 506000 – 86000 – 2.4200.48 = 16800J my = 16800 0,0067 kg 6,7 g 4200 52 2,3.10 Chú ý: Có th gi i theo cách khác câu b: Ph n nhi t l ng m t h n h p ch t ngnhi t đ đ n 480C thay 500C đ c dùng đ làm t ng my gam n c t 480C đ n 1000C hóa h i hồn tồn 1000C Ngh a ta có ph ng trình cân b ng nhi t nh sau: m2.c2.(50 – 48) = my.c2.( 100 – 48) +my.L m2.c2.2 = my.( c2.52 + L) =>my = m2 c 2 0,0067 kg 6,7 g 4200 54 2,3.10 10*.Trong m t bình đ y kín có m t cúc n c đá kh i l ng M kg n i n c c c n c đá có m t viên chì có kh i l ng g H i ph i t n m t nhi t l ng đ c c chì b t đ u chìm xu ng n c Bi t kh i l ng riêng c a chì g cm3 c a n c đá g cm3 nhi t nóng ch y c a n c 3,4.105J kg nhi t đ n c trung bình 0C Gi i: c c chì b t đ u chìm khơng c n tồn b c c n c đá tan h t, ch c n kh i l c a n c đá chì b ng kh i l ng riêng c a n c G i M1 kh i l ng l i c a c c n c đá b t đ u chìm Dhh kh i l ng riêng trung bình c a n c đá chì V th tích c a c c n c đá chì m kh i l ng c a viên chì c c n c đá có viên chì b t đ u chìm, ta có: Dhh Dnuoc M1 m Dnuoc Maëc khác, ta có : V Do đó: M1 m Dnuoc.( M1 V ng riêng trung bình m M Dchi Dnuocda M1 m ) Dnuocda Dchi m.( Dchi Dnuoc ).Dnuocda 5.(11,3 1).0,9 41g ( Dnuoc Dnuocda ).Dchi (1 0,9).11,3 Kh i l ng n c ph i tan: M’ = M – M1 = 100g – 41g = 59g Nhi t l ng c n dùng: Q = M’ = 3,4.105.59.10-3 = 200600J 11*.Có hai bình cách nhi t Bình th nh t ch a lít n c nhi t đ t1 = 600C bình th hai ch a lít n c nhi t đ t2 = 200C Đ u tiên rót m t ph n n c t bình th nh t sang bình th hai sau bình th hai đ t cân b ng nhi t ng i ta l i rót tr l i t bình th hai sang bình th nh t m t l ng n c đ cho hai bình có dung tích n c b ng lúc ban đ u Sau thao tác nhi t đ n c bình th nh t t = 590C H i rót n c t bình th nh t sang bình th hai ng c l i Gi i: Do chuy n n c t bình sang bình t bình sang bình Giá tr kh i l v n nh c , nhi t đ bình th h xu ng l ng t1 t1 = 600C – 590C = 10C T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level ng n c m i bình V y n c bình m t m t nhi t l ng : Q1 = m1.c t1 Nhi t l ng truy n sang bình Do đó: ( t2 đ bi n thiên nhi t đ bình 2) m2.c t2 = Q1 = m1.c t1 (1) T (1) ta có: t2 = m1 t1 C m2 Nh v y chuy n m t l ng n c m t bình sang bình nhi t đ n t’2 = t2 + t2 = 20 +5 = 250C Theo ph ng trình cân b ng nhi t ta có: m.c(t1 t ' ) m1 c(t ' t ) m m2 c bình là: t ' t 25 20 kg 60 25 t1 t ' Vậy lượng nước rót từ bình1 sang bình từ bình sang bình : kg 12* M t kh i n c đá có kh i l ng m1 kg nhi t đ -50C 0C Cho bi t nhi t a Tính nhi t l ng c n cung c p cho kh i n c đá bi n thành h i hoàn toàn dung riêng c a n c đá c1 J kg K c a n c J kg K nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.10 J kg nhi t hóa h i c a n c J/kg 0C sau cân b ng nhi t ng b N u b kh i đá vào sô nhơm ch a n c i ta th y cịn sót l i g n c đá ch a tan h t Tính l ng n c có sơ nhơm Bi t sơ nhơm có kh i l ng m2 = 500g nhi t dung riêng c a nhôm J kg K Gi i: a Nhi t l ng Q1 n c thu vào đ t ng nhi t đ t -50c đ n 00C: Q1 = m1.c1.( t2 – t1) = 2.1800.[ –(-5)] = 18000J = 18kJ Nhi t l ng Q2 n c đá thu vào đ nóng ch y hồn tồn: Q2 = m = 3,4.105.2 = 6,7.105J = 680kJ Nhi t l ng Q3 n c thu vào đ t ng nhi t đ t 00C đ n 1000C: Q3 = m1.c2.( t3 – t2) = 2.4200.( 100 – 0) = 840000J = 840kJ Nhi t l ng Q4 n c thu vào đ hóa h i hồn tồn 1000C Q4 = L.m1 = 2,3.106.2 = 4600000J = 4600kJ Nhi t l ng t ng c ng đ n c đá -50C bi n thành h i hoàn toàn 1000C: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 18kJ + 680kJ + 840kJ + 4600 = 6138kJ b G i mx l ng n c đá tan thành n c: mx = - 0,1 = 1,9kg Do n c đá không tan h t nên nhi t đô cu i c a h th ng 00C Nhi t l ng kh i n c nh n vào đ t ng nhi t đ đ n 00C: Q1 = 18000J Nhi t l ng mx kg n c đá tan hoàn toàn 00C: Qx = mx = 1,9.3,4.106 = 646000J Nhi t l ng n c ( có kh i l ng M) sơ nhơm ( có kh i l ng m3) cung c p gi m nhi t t 500C xu ng 00C Do đó; Q = ( M.c2 + m3.c3)( 50 – 0) = ( M.4200 + 0,5.880).50 Theo ph ng trình cân b ng nhi t ta có: Q = Q1 + Qx Hay ( M.4200 + 0,5.880).50 = 18000 + 646000 => M = 3,05kg 13* a M t ng nghi m hình tr đ ng n c đá đ n đ cao h1 cm m t ng nghi m khác có ti t di n đ ng n c nhi t đ C đ cao h2 cm Ng i ta rót h t n c ng nghi m th hai vào ng nghi m th nh t Sau cân b ng nhi t m c n c ng nghi m cao dâng thêm m t đo n h1 cm so v i lúc v a rót xong Tính nhi t đ ban đ u c a n c đá bi t nhi t dung riêng c a n c T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level J kg K c a n c đá J kg K nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.105J kg kh i l ng riêng c a n c kg m3 c a n c đá kg m3 B qua s trao đ i nhi t mơi tr ng b Sau ng i ta nhúng ng nghi m vào m t ng nghi m khác có ti t di n g p đơi đ ng ch t l ng có đ cao h3 cm nhi t đ t3 = 100C Khi cân b ng nhi t m c n c ng nghi m nh h xu ng cm Tính nhi t dung riêng c a ch t l ng Cho bi t kh i l ng riêng ch t l ng D3 = m t đo n h2 800kg/m b qua nhi t dung c a ng nghi m Gi i: a M c n c dâng thêm ch ng t có m t ph n n c b đơng đ c.( kh i l ng riêng c a ph n gi m nên th tích t ng) G i S ti t di n c a ng nghi m, x chi u cao c a c t n c b đông đ c Sau đơng đ c có chi u cao x+ h, nh ng kh i l ng v n không thay đ i Ngh a là: S.x.D1 = S.(x+ h1).D2 => x = D2 900 0,2 1,8cm h1 1000 900 D1 D2 Do n c ch đông đ c m t ph n nên nhi t đ cu i c a h th ng 00C Nhi t l ng n c t a đ gi m nhi t t 40C đ n 00C: Q1 = m1.c1.(t1 – 0) = D1.S.h2.c1(t1 – 0) Nhi t l ng c a ph n n c có đ cao x t a đ đơng đ c nhi t đ 00C: Q2 = m = D1.S.x Nhi t l ng n c đá thu vào đ t ng nhi t đ t t2 đ n 00C: Q3 = D1.S.h1.c2 ( – t2) Theo ph ng trình cân b ng nhi t ta có: Q1 + Q2 = Q3 Hay: D1.S.h2.c1(t1 – 0) + D1.S.x = D1.S.h1.c2 ( – t2) D1.S.h2.c2.t1 + S.D1.x = -D2.S.h1.c2.t2 (c1 h2 t1 x) D1 10,83 C t2 = b M c n c ac tn c2 h1 D2 c h xu ng m t ph n n c đá tan ng nghi m nh nóng ch y G i y chi u cao c b nóng ch y Sau nóng ch y ph n có chi u cao y - h2 Nên ta có: S.y.D2 = S.( y - h2).D1 => y D1 1000 2,4 24cm h2 1000 900 D1 D2 Nhi t đ cu i c a h th ng v n 00C Ph n nhi t l ng ch t l ng t a b ng ph n nhi t l n c đá h p th nóng ch yï Ta có: D2 y 2295 J / kg.K S.y.D2 = c3.2S.h3.D3(t3 – 0) => c3 ng 2.D3 h3 t 14* Ng i ta tr n l n hai ch t l ng có nhi t dung riêng kh i l ng nhi t đ ban đ u l n l t c1; m1; t1 c2; m2; t2 Tính t s kh i l ng c a hai ch t l ng tr ng h p sau a Đ bi n thiên nhi t đ c a ch t l ng th hai g p đôi so v i đ bi n thiên nhi t đ ch t l ng th nh t sau cân b ng nhi t b Hi u nhi t đ ban đ u c a hai ch t l ngso v i hi u gi a nhi t đ cân b ng nhi t đ đ u c a ch t l ng thu nhi t b ng t s a b Gi i: Khi cân b ng nhi t ta có: Qt a = Qthu Hay: m1.c1 t1 = m2.c2 t2 ( t1 = t – t1 ; t2 = t2 – t) Vì t2 = t1 nên: m1.c1 = 2.m2.c2 => T Lê Đình ĐH BK ĐN m1 c 2 m2 c1 ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level Hi u nhi t đ ban đ u c a hai ch t l ng: t2 – t1 = t2 + t1 Hi u nhi t đ cân b ng v i nhi t đ đ u c a ch t l ng thu nhi t: t1 = t1 - t Theo u ki n toán: t t1 t t1 a b t1 t1 Do : m1 c1 t a b m2 c2 b a b t1 b m1 a b c m2 b c1 0C ng 15* N c m t ng chia đ đ c làm đông đ c thành n c đá i ta nhúng ng vào 0 m t ch t l ng có kh i l ng m g nhi t đ t o = 15 C Khi h th ng đ t t i tr ng thái cân b ng C ng i ta th y th tích ng gi m cm Tính nhi t dung riêng c a ch t l ng Cho kh i l ng riêng c a n c đá Do=900kg/m c a n c kg m3 nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.105J kg B qua s trao đ i nhi t v i mơi tr ng bên ngồi v i ng đ ng n c đá Gi i: Nhi t l ng 50g ch t l ng t a h nhi t t 150C xu ng 00C Qt a = mcl.c ( t2 – t1) = 0,5.15.c = 0,75c (1) Nhi t l ng n c đá thu vào đ nóng ch y Qthu = mn ( 2) Mà ta có: mn = Dn.V (3) V = Vo – Vg ( Vg = 0,42) Nên : mn= Dn ( Vo – Vg) mn Dn ( mn Vg Do mn Vg ) Dn ( ) Do Do mn Do D.mn Vg D.Do D.mn mn Do Vg D.Do mn ( D Do ) Vg D.Do mn Vg Do D Do 0,42.10 6.900 1000 3,87.10 3 kg 1000 900 Thay mn = 3,87.10 kg vào (2) ta đ c: Qthu= 3,87.10-3 3,4.105 = 1285,2J Vì b qua m t mát nhi t nên Qt a = Qthu 0,75c = 1285,2 =>c = 1713,6J/kg.K -3 16 M t tơ có cơng su t w Tính công c a máy sinh gi Bi t hi u su t c a máy 6J/kg Hãy tính l ng xăng tiêu th đ sinh cơng Bi t su t t a nhi t c a xăng Gi i: Công c a đ ng c sinh 1gi c ng cơng có ích c a đ ng c : A = p.t = 15.103W.36.102s = 540.105J N ng l ng toàn ph n đ t cháy x ng t a ra: Atp Aci 540 10 2160 10 J H 0,25 Lượng xăng tiêu thụ động : m T Lê Đình ĐH BK ĐN Atp q 2160 10 J 4,7kg 44.10 J / kg ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level 17 Tính l ng than mà đ ng c tiêu th m i gi Bi t r ng m i gi đ ng c th c hi n m t công 6J kg hi u su t c a đ ng c 405.105J su t t a nhi t c a than Gi i: Theo đ ta có cơng có ích c a đ ng c 405.105J Cơng tồn ph n n ng l ng đ t cháy than t a ra: Aci 405.10 J 405.10 J Atp H 0,1 Q Atp 405.10 J Lượng than cần dùng : m 11,25kg q q 36.10 J / kg 18 M t ô tô ch y km v i l c kéo không đ i c cho kh i l ng riêng c a xăng kg m3 N tiêu th h t lít xăng Tính hi u su t c a đ ng Gi i: Công có ích c a đ ng c : Aci = F.S = 700.100.103 = 7.107J Cơng tồn ph n c a đ ng c n ng l ng toàn ph n x ng cháy t a Atp = q.m = q.D.V = 46.105J/kg.700kg/m3.0,005m3 = 161.106J Aci 7.10 J Hi u su t c a đ ng c : H 43% Atp 161 10 J 19 M t chi c xe máy có cơng su t kW chuy n đ ng v i v n t c km h Khi s d ng h t lít xăng đ c qng đ ng dài Cho bi t hi u su t c a đ ng c kh i l ng riêng c a xăng 700kg/m su t t a nhi t c a xăng J/kg Gi i: Kh i l ng c a lít x ng: m = D.V = 700kg/m3.0,002m3 = 1,4kg Cơng tồn ph n c a đ ng c c ng n ng l ng tồn ph n x ng cháy t a Atp = Q = m.q = 1,4kg.46.106J/kg = 64,4.106J Cơng có ích c a đ ng c : Aci = Atp H = 64,4.106J 30% = 19,32.106J A 19,32.10 J 13,8.10 s Th i gian xe máy: t p 1,4.10 W Quãng đ ng xe đ c: S = v.t = 10m/s.13,8.103s = 138.103s = 138km 20 M t xe Hon đa ch y v i v n t c km h máy ph i sinh m t công su t p W Hi u su t c a máy H H i lít xăng xe đ c km bi t kh i l ng riêng c a xăng kg m 3, su t t a nhi t c a xăng J/kg Gi i: T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level S v p.S A (1) Nhiệt lượng xăng tỏa để sing công : Q H v H Mặc khác,nhiệt lượng tính theo công thức : Q m.q q.D.V (2) Công động sinh quãng đường S : A p.t p Từ (1) (2) ta suy : S T Lê Đình ĐH BK ĐN q.D.V.H.v 4,6.10 J 700 kg / m3 1.10 3 m3 40%.10m / s 40.10 m p 3220W ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level ... b). 90 0 kg / m3 (2 1).10 2 m.3,4.10 J / kg t1 D0 c0 a 890 0 kg / m3 400 J / kg K.2.10 m 128 ,9 C V y nhi t đ ban đ u c a th i đ ng 128 ,90 C T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên. .. 340kJ + 420kJ + 2300kJ = 3 096 kJ T Lê Đình ĐH BK ĐN ThuVienDeThi.com Chuyên đ Nhi t h c Level D n g h i n c vào bình cách nhi t đ ng n c đá -40C N c đá tan hoàn toàn lên đ n 0C a Tìm kh i l ng... tr ng nên ta có:Qthu = 90 %Qt a Q1 + Q2 = 90 % Q3 hay 0,9Q3 = Q1 + Q2 0 ,9. m3.c3 (t’ – t2) = (m1.c1 + m2.c2) ( t2 –t1) t ' (m1 c1 m2 c2 )(t t1 ) t 174,74 C 0,9m3 c3 c Nhi t l ng th