Bài 38 Sự chuyển thể của các chất Bài 38 1 trang 91 SBT Vật Lí 10 Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy 100 g nước đá ở 0oC Cho biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4 105 J/kg A[.]
Bài 38: Sự chuyển thể chất Bài 38.1 trang 91 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy 100 g nước đá 0oC Cho biết nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105 J/kg A Q = 0,34.103J B Q = 340.105 J C Q = 34.107J D Q = 34.103 J Lời giải: Lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy khối lượng m = 100g nước đá t0 = 0°C thành nước nhiệt độ t0 = 0°C có giá trị bằng: Q = λm = 3,4.105.100.10-3 = 34.103 (J) Chọn đáp án D Bài 38.2 trang 91 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm bay 100 g nước 100oC Cho biết nhiệt hoá riêng nước 2,3.10 J/kg A Q = 23.106J B Q = 2,3.105J C Q = 2,3.106J D Q = 0,23.104J Lời giải: Lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm bay khối lượng m = 100g nước t0 = 100°C có giá trị bằng: Q = L.m = 2,3.106.100.10-3 = 2,3.105 (J) Chọn đáp án B Bài 38.3 trang 91 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy cục nước đá khối lượng 50 g có nhiệt độ - 20oC Cho biết nước đá có nhiệt nóng chảy riêng 3,4.105 J/kg nhiệt dung riêng 2,09.103 J/kg.K A Q ≈ 36 kJ B Q ≈ 190 kJ C Q ≈ 19 kJ D Q ≈ 1,9 kJ Lời giải: Lượng nhiệt Q cung cấp để làm nóng chảy cục nước đá khối lượng m = 50g nhiệt độ ban đầu t0 = -20°C có giá trị bằng: Q = m.c.(t – t0) + λm = m[c(t – t0) + λ] Thay số Q = 50.10−3[2,09.103(0−(−20) + 3,4.105)] = 19kJ Chọn đáp án C Bài 38.4 trang 92 SBT Vật Lí 10: Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy kg nhôm 20oC là: A 5,9.106J B 59.104J C 4,7.106J D 47.106J Lời giải: Nhiệt lượng cần để 8kg nhôm 200C tăng lên 6580C là: Q1 = m.c.Δt = 8.880.(658 − 20) = 4491520J Nhiệt lượng cần cung cấp để nhơm nóng chảy hồn tồn Q2 = .m = 3,9.105.8 = 3120000J Nhiệt lượng để làm nóng chảy nhôm 200C Q = Q1 + Q2 = 4491520 + 3120000 = 7611520J Khơng có đáp án đề Bài 38.5 trang 92 SBT Vật Lí 10: Người ta thả cục nước đá khối lượng 80 g 0oC vào cốc nhôm đựng 0,4 kg nước 20oC đặt nhiệt lượng kế Khối lượng cốc nhôm 0,2 kg Xác định nhiệt độ nước cốc nhôm cục nước đá vừa tan hết Cho biết nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105 J/kg , nhiệt dung riêng nhôm 880 J/kg.K nước 4180 J/kg.K Bỏ qua mát nhiệt truyền Lời giải: Gọi λ nhiệt nóng chảy riêng cục nước đá khối lượng m0 t0 = 0oC; c1, m1, c2, m2 nhiệt dung riêng khối lượng cốc nhôm lượng nước đựng cốc nhiệt độ t1 = 20oC Nếu gọi toC nhiệt độ nước cốc nhôm cục nước đá vừa tan hết lượng nhiệt cục nước đá t0 = 0oC thu vào để tan thành nước toC bằng: Q = λm0 + c2m0(t - t0) = m0(λ + c2t) Còn nhiệt lượng cốc nhôm lượng nước đựng cốc t1 = 20oC toả để nhiệt độ chúng giảm tới toC (với t < t1) có giá trị : Q' = (c1m2 + c2m2)(t1 - t) Theo định luật bảo tồn lượng, ta có : Q' = Q => (c1m1 + c2m2) (t1 - t) = m0(λ + c2t) Từ suy : t= ( c1m1 + c2m2 ) t1 − m0 c1m1 + c2 ( m0 + m2 ) Thay số: t ≈ 3,7oC Bài 38.6 trang 92 SBT 10: Xác định lượng nhiệt cần cung cấp cho cục nước đá khối lượng 0,2 kg -20oC biến hoàn toàn thành nước 100oC Cho biết nước đá có nhiệt nóng chảy riêng 3,4.105 J/kg nhiệt dung riêng 2,09.103 J/kg.K ; nước có nhiệt dung riêng 4,18.103 J/kg.K nhiệt hoá riêng 2,3.103 J/kg Lời giải: Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho cục nước đá có khối lượng 200 g nước đá -20oC tan thành nước đun sôi để biến hoàn toàn thành nước 100oC Q = cđm(t1 - t0) + λm + cnm(t2 - t1) + Lm hay Q = m [cđ(t1 - t0) + λ.+ cn(t2 - t1) + L] Thay số, ta tìm : Q = 0,2 [2,09.103 (0 - (-20)) + 3,4.105 + 4,18.103 (100 - 0) + 2,3.106] hay Q = 205 960 J ≈ 206 kJ Bài 38.7* trang 92 SBT Vật Lí 10: Người ta thả cục nước đá 0oC vào cốc đồng khối lượng 0,20 kg đặt nhiệt lượng kế, cốc đồng đựng 0,70 kg nước 25oC Khi cục nước đá vừa tan hết nước cốc đồng có nhiệt độ 15,2oC khối lượng nước 0,775 kg Xác định nhiệt nóng chảy nước đá Cho biết nhiệt dung riêng đồng 380 J/kg.K nước 4180 J/kg Bỏ qua mát nhiệt truyền bên Lời giải: Gọi λ nhiệt nóng chảy riêng cục nước đá khối lượng m0, c1, m1, c2, m2 nhiệt dung riêng khối lượng cốc đồng lượng nước đựng cốc - Lượng nhiệt cốc đồng lượng nước đựng cốc t1 = 25oC toả để nhiệt độ giảm tới t = 15,2oC có giá trị : Q = (c1m1 + c2m2) (t1 -t) - Lượng nhiệt cục nước đá t0 = 0oC thu vào để tan thành nước t = 15,2oC có giá trị : Q' = m0(λ + c2t) Theo ngun lí cân nhiệt, ta có : Q' = Q ⇒ m0(λ + c2t) = (c1m1 + c2m2) (t1- t) Từ suy : = ( c1m1 + c2m )( t1 − t ) − c t m0 Thay số với ý m0 = 0,775 - 0,700 = 0,075 kg, ta tìm : = ( 380.0,20 + 4180.0,7 )( 25 − 15, ) − 4180.15,2 3,3.105 (J / kg) 0, 075 Bài 38.8* trang 92 SBT Vật Lí 10: Một thỏi sắt nóng có khối lượng 350 g thể tích 45 cm3 thả vào cốc đựng nước đá 0oC nhiệt lượng kế Khối lượng riêng sắt 0oC 7800 kg/m3 hệ số nở khối sắt 3,3.10-5 K1 Nhiệt dung riêng sắt 550 J/kg.K Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105 J/k Bỏ qua mát nhiệt nhiệt truyền bên Xác định: a) Nhiệt độ thỏi sắt nóng trước thả vào cốc nước đá b) Khối lượng phần nước đá tan thành nước cốc cân nhiệt Lời giải: a) Gọi V thể tích nhiệt độ t V0 thể tích 0oC thỏi sắt Theo công thức nở khối nhiệt, ta có : V = V0(1 + βt) với β hệ số nở khối sắt Vì khối lượng m thỏi sắt không phụ thuộc nhiệt độ nên khối lượng riêng D thỏi sắt nhiệt độ t liên hệ với khối lượng riêng D0 0oC theo cơng thức: D V0 m D0 = D= = D0 V V + t Từ suy nhiệt độ t thỏi sắt trước thả vào cốc nước đá : t= D0 V − m m Thay số ta tìm được: 7800.45.10−6 − 350.10−3 t= = 86,60 C −3 350.10 3,3.10 − b) Khối lượng M phần nước đá tan thành nước sau thả thỏi sắt nóng có nhiệt độ toC vào cốc nước đá 0oC xác định điều kiện cân nhiệt: M = cmt M = cmt λ nhiệt nóng chảy riêng nước đá, c nhiệt dung riêng thỏi sắt có khối lượng m Thay số, ta tìm được: cmt 550.350.10−3.86,6 M= = 49g 3,4.105 Bài 38.9 trang 92 SBT Vật Lí 10: Hỏi phải đốt cháy kilơgam xăng lị nấu chảy với hiệu suất 30% để nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy làm chảy lỏng 10 đồng? Cho biết đồng có nhiệt độ ban đầu 13oC nóng chảy nhiệt độ 1083oC, nhiệt dung riêng 380 J/kg.K, nhiệt nóng chảy riêng 1,8.105 J/kg lượng nhiệt toả đốt cháy kg xăng 4,6.107 J/kg Lời giải: Nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy làm chảy lỏng 10 đồng có giá trị bằng: Q = cm(t - t0) + λm với m khối lượng đồng cần nấu chảy, t0 t nhiệt độ ban đầu nhiệt độ nóng chảy đồng, c nhiệt dung riêng λ nhiệt nóng chảy riêng đồng Nếu gọi q lượng nhiệt toả đốt cháy kg xăng (cịn gọi suất toả nhiệt xăng) khối lượng xăng (tính kilơgam) cần phải đốt cháy để nấu chảy đồng lò với hiệu suất 30% bằng: M= m c ( t − t0 ) + Q = 0,3q 0,30q Thay số, ta tìm : M= 10.103 380.(1083 − 13) + 1,8.105 0,30.4,6.107 = 425kg Bài 38.10 trang 93 SBT Vật Lí 10: Áp suất nước bão hồ 25oC 23,8 mmHg 30oC 31,8 mmHg Nếu tách nước bão hoà 25oC khỏi nước chứa bình kín tiếp tục đun nóng đẳng tích lượng nước tới 30oC áp suất ? Lời giải: Hơi nước bão hoà nhiệt độ T1 = (273 + 25) = 298 K tách khỏi nước chứa bình kín có áp suất p1 = 23,8 mmHg Nếu đun nóng đẳng tích lượng nước tới nhiệt độ T2 = (273 + 30) = 303 K, áp suất xác định theo định luật Sác-lơ : p p1 T = p = p1 T2 T1 T1 Thay số, ta tìm : p = 23,8 303 24,2 mmHg 298 Nhận xét thấy áp suất p2 ≈ 24,2 mmHg nhỏ giá trị áp suất nước bão hoà 30oC pbh = 31,8 mmHg Như nhiệt độ tăng, áp suất nước chứa bình kín khơng chứa nước (tn theo định luật Sác-lơ) tăng chậm áp suất nước bão hồ bình kín có chứa nước ... số Q = 50 .10? ??3[2,09 .103 (0−(−20) + 3,4 .105 )] = 19kJ Chọn đáp án C Bài 38. 4 trang 92 SBT Vật Lí 10: Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy kg nhơm 20oC là: A 5,9 .106 J B 59 .104 J C 4,7 .106 J D 47 .106 J Lời... Q = 0,3q 0,30q Thay số, ta tìm : M= 10. 103 ? ?380 . (108 3 − 13) + 1,8 .105 0,30.4,6 .107 = 425kg Bài 38 .10 trang 93 SBT Vật Lí 10: Áp su? ??t nước bão hồ 25oC 23,8 mmHg 30oC 31,8 mmHg Nếu tách... 550.350 .10? ??3.86,6 M= = 49g 3,4 .105 Bài 38. 9 trang 92 SBT Vật Lí 10: Hỏi phải đốt cháy kilơgam xăng lị nấu chảy với hiệu su? ??t 30% để nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy làm chảy lỏng 10 đồng?