1 SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN CẦN THIẾT CHƯƠNG NHIỆT HỌC - LÍ LỚP 12 Câu 1 (2,5 điểm) Có hai bình cách nhiệt. Bình thứ nhất đựng 5 lít nước ở nhiệt độ t 1 = 60 0 C, bình thứ hai chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C . Đầu tiên, rót một phần nước từ bình thứ nhất sang bình thứ hai, sau khi bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt, người ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước để cho trong hai bình có dung tích nước bằng như lúc đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ nước trong bình thứ nhất là t' 1 = 59 0 C. Hỏi đã rót bao nhiêu nước kg từ bình thứ nhất sang bình thứ hai và ngược lại ? Cho biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m 3 . Câu 2 : một nhiệt lượng kế khối lượng m 1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m 2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t 1 = 20 0 C . Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g đã được nung nóng tới 100 0 C . Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 24 0 C . Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp . Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế , của nước , của nhôm , của thiếc lần lượt là : c 1 = 460 J/kg . độ , c 2 = 4200 J/kg. độ , c 3 = 900 J/kg. độ , c 4 = 230 J/kg. độ Câu 3: (2,75 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136 o C vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 o C. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18 o C và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1 o C thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Câu 4 : một nhiệt lượng kế khối lượng m 1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m 2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t 1 = 20 0 C . Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g đã được nung nóng tới 100 0 C . Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 24 0 C . Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp . Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế , của nước , của nhôm , của thiếc lần lượt là : c 1 = 460 J/kg . độ , c 2 = 4200 J/kg. độ , c 3 = 900 J/kg. độ , c 4 = 230 J/kg. độ Câu 5: (2,75 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136 o C vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 o C. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18 o C và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1 o C thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Câu 6:(2,0diểm) Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m 2 = 300g thì sau thời gian t 1 = 10 phút nước sôi .Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c 1 = 4200J/kg.K ; c 2 = 880J/kg.K .Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn Câu 7:(2,5điểm) Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25 o C. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K. Nhiệt dung riêng của nhôm là C 1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh. Câu 8 Người ta thả một chai sữa của trẻ em vào một phích nước đựng nước ở nhiệt độ t = 40 0 C. Sau một thời gian lâu, chai sữa nóng tới nhiệt độ t 1 = 36 0 C, người ta lấy chai sữa này ra và tiếp tục thả vào phích một chai sữa khác giống như chai sữa trên. Hỏi chai sữa này sẽ được C làm nóng tới nhiệt độ nào? Biết rằng trước khi thả vào phích, các chai sữa đều có nhiệt độ t 0 = 18 0 C. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do môi trường. Câu 9: Một thau nhôm có khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước ở nhiệt độ 20 0 C. a. Thả vào thau một thỏi đồng có khối lượng 200 g lấy ở lò ra. Nước nóng đến nhiệt độ 21,2 0 C. Tìm nhiệt độ của lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là: C 1 = 880J/kg.K; C 2 = 4200J/kg.K; C 3 = 380J/Kg.K, bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường. b. Nếu nhiệt lượng toả ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước thì nhiệt độ của lò là bao nhiêu ? Câu 10: Một bếp dầu đun 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m 2 =300g thì sau thời gian t 1 = 10 phút nước sôi. Nếu dùng bếp trên để đun 2 lit nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi? (Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là C 1 =4200 J/kg.độ; C 2 =880 J/kg.độ; nhiệt do bếp cung cấp một cách đều đặn). Câu 11: (4 điểm) Rót 0,5kg nước ở nhiệt độ 20 0 C vào một nhiệt lượng kế. Thả vào đo một cục nước đá khối lượng 0,5kg có nhiệt độ -15 0 C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.độ; nhiệt dung riêng của nước đá là 2100 J/kg.; nhit núng chy ca nc ỏ l = 3,4.10 5 J/kg. B qua s hp th v to nhit ca nhit lng k. Câu 12: Đổ 0,5 kg nớc ở nhiệt độ t 1 = 20 0 C vào một nhiệt lợng kế, sau đó thả vào trong nhiệt lợng kế một cục nớc đá có khối lợng 0,5 kg ở nhiệt độ t 2 = -15 0 C. Tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt đợc đợc thiết lập. Cho nhiệt dủngiêng cuẩ nớc C 1 = 4200J/kg.k, nớc đá C 2 = 2100J/kg ; nhiệt nóng chảy của nớc đá =3,4.10 5 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lợng kế và môi trờng. Câu 13: Một khối gỗ không thấm nớc hình lập phơng có cạnh a = 6 cm đợc thả nổi vào trong nớc sao cho đáy song song với mặt nớc. Ngời ta thấy phần nổi bên trên mặt nớc có chiều cao h = 3,6 cm. a/ Tìm khối lợng riêng của khối gỗ. Biết khối lợng riêng của nớc là d 0 = 1 gam/cm 3 . b/ Treo một vật rắn nhỏ có khối lợng riêng d 1 = 8 gam/cm 3 vào tâm mặt đáy dới của khối gỗ bằng một sợi dây mảnh, rất nhẹ. Ngời ta thấy phần nổi của khối gỗ bây giờ là h 1 = 3,0 cm. Hãy xác định khối lợng của vật rắn và sức căng của sợi dây nối. Câu 14: (3.0 điểm) Hai bình nớc nóng giống hệt nhau chứa 2 lợng nớc nh nhau.Bình thứ nhất có nhiệt độ t 1 ; bình thứ 2 có nhiệt độ t 2 = 1 2 3 t . Sau khi trộn lẫn với nhau, nhiệt độ khi cần bằng nhiệt là 25 0 C. Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình? Câu 15: (4.0 điểm) Có 2 cái bình cách nhiệt, bình một chứa 5 lít nớc ở t 1 = 60 0 , bình hai chứa 1 lít nớc ở t 2 = 20 0 C. Đầu tiên rót một phần nớc ở bình thứ nhất sang bình thứ hai, sau khi bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt độ, ngời ta rót trở lại sang bình thứ nhất một lợng nớc để trong hai bình có dung tích nớc bằng lúc ban đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ nớc trong bình thứ nhất là t 1 = 59 0 C. Hỏi đã rót bao nhiêu nớc từ bình thứ sang bình thứ hai và ngợc lại. Câu 16:(2 điểm) Một bình nhiệt lợng kế bằng nhôm có khối lợng m=150 (g) chứa m 1 =350 (g) nớc ở nhiệt độ t=25 o C. a.Đổ thêm vào bình một khối lợng nớc là m 2 ở nhiệt độ t 1 = 7 o C. Khi cân bằng nhiệt ta thấy nhiệt độ của nớc trong bình là t 2 =10 o C. Tính m 2 b.Sau đó thả vào bình một lợng nớc đá có khối lợng là m 3 ở nhiệt độ t 3 = -10 o C. Khi cân bằng nhiệt ta thấy trong bình còn lại 200 g nớc đá cha tan. Tính m 3 (Biết nhiệt dung riêng của nhôm là C =880 (J/kg.K), của nớc là C 1 =4200 (J/kg.K), của nớc đá là C 3 =2100 (J/kg.K), nhiệt độ nóng chảy của nớc đá là =340 000 J/kg. Bỏ qua sự chao đổi nhiệt với môi trờng). Câu17(4 điểm): Ba bình cách nhiệt A, B, C có nhiệt dung không đáng kể chứa ba chất lỏng có nhiệt dung và nhiệt độ lần lợt là q 1 , q 2 , q 3 , t 1 , t 2 , t 3 . Ngời ta dùng một nhiệt kế có nhiệt dung q 0 nhiệt độ ban đầu t 0 = 30 0 C lần lợt nhúng vào bình A, bình B rồi bình C thì thấy nhiệt kế chỉ lần lợt 90 0 C, 60 0 C, 80 0 C. Biết q 1 = 2q 2 = 3q 3 = 6q 0 và bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trờng. a) Hãy xác định các nhiệt độ t 1 , t 2 và t 3 ? b) Nếu sau khi nhúng vào bình C lại tiếp tục quay lại nhúng vào bình A, bình B rồi bình C rồi lại lặp lại nh thế nhiều lần thì số chỉ của nhiệt kế là bao nhiêu ? Bi 18: (5 im) Ngi ta th mt chai sa ca tr em vo mt phớch nc ng nc nhit t = 40 0 C. Sau mt thi gian lõu, chai sa núng ti nhit t 1 = 36 0 C, ngi ta ly chai sa ny ra v tip tc th vo phớch mt chai sa khỏc ging nh chai sa trờn. Hi chai sa ny s c lm núng ti nhit no? Bit rng trc khi th vo phớch, cỏc chai sa u cú nhit t 0 = 18 0 C. B qua s mt mỏt nhit do mụi trng. Bi 19:(2 im) Ngi ta dựng cỏi cc cựng 1 loi nc núng vo 1 nhit lng k cha cha cht no.Ln 1 1 cc y nc núng vo, khi cú cõn bng nhit thỡ thy nhit ca nhit lng k tng thờm 5 0 C.Ln 2 tip 1 cc y nc núng, khi cú cõn bng nhit thỡ thy nhit ca nhit lng k bõy gi tng thờm 3 0 C.Ln 3 ngi ta li tip 10 cc y nc núng, xỏc nh nhit tng thờm ca nhit lng k sau ln ny.B qua s hp th nhit ca cc v s trao i nhit ca h vi mụi trng ngoi. Câu 1 (2,5 điểm) Có hai bình cách nhiệt. Bình thứ nhất đựng 5 lít nước ở nhiệt độ t 1 = 60 0 C, bình thứ hai chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C . Đầu tiên, rót một phần nước từ bình thứ nhất sang bình thứ hai, sau khi bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt, người ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước để cho trong hai bình có dung tích nước bằng như lúc đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ nước trong bình thứ nhất là t' 1 = 59 0 C. Hỏi đã rót bao nhiêu nước kg từ bình thứ nhất sang bình thứ hai và ngược lại ? Cho biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m 3 . Câu 1 (2,5 điểm) Đổi : V 1 = 5 = 5dm 3 = 0,005 m 3 ; V 2 = 1 = 1dm 3 = 0,001m 3 ; Khối lượng nước trong bình 1 và bình 2 lần lượt: m 1 = D n . V 1 = 5 (kg) ; m 2 =D n .V 2 = 1(kg) (0,25đ) Do chuyển nước từ bình 1 sang bình 2 và từ bình 2 sang bình 1. Giá trị khối lượng nước trong các bình vẫn như cũ, còn nhiệt độ trong bình thứ nhất hạ xuống một lượng: 0 0 0 1 60 59 1 t C C C (0,25đ) Như vậy nước trong bình 1 đã bị mất một nhiệt lượng: Q 1 = m 1 c t 1 (0,25đ) Nhiệt lượng này đã được truyền sang bình 2. Do đó theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: m 2 c t 2 = m 1 c t 1 trong đó t 2 là độ biến thiên nhiệt độ trong bình 2. (0,5đ) Suy ra: 0 1 2 1 2 5 . .1 5 1 m t t C m (0,25đ) Như vậy sau khi chuyển lượng nước m từ bình 1 sang bình 2 nhiệt độ của nước trong bình 2 trở thành: t' 2 =t 2 + t 2 = 20 + 5 = 25 0 C (0,25đ) Theo phương trình cân bằng nhiệt: m c (t 1 - t' 2 ) = m 1 c (t' 2 - t 2 ) (0,5đ) Suy ra: 2 2 2 1 2 ' 25 20 1 . 1. ( ) ' 60 25 7 t t m m kg t t (0,25đ) Vậy khối lượng nước đã rót: m = 1 7 kg . 1 SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN CẦN THIẾT CHƯƠNG NHIỆT HỌC - LÍ LỚP 12 Câu 1 (2,5 điểm) Có hai bình cách nhiệt. Bình thứ nhất đựng 5 lít nước ở nhiệt độ t 1 = 60 0 C, bình thứ hai chứa 1 lít nước. lợng 0,5 kg ở nhiệt độ t 2 = -1 5 0 C. Tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt đợc đợc thiết lập. Cho nhiệt dủngiêng cuẩ nớc C 1 = 4200J/kg.k, nớc đá C 2 = 210 0J/kg ; nhiệt nóng chảy. lượng 0,5kg có nhiệt độ -1 5 0 C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.độ; nhiệt dung riêng của nước đá là 210 0 J/kg.;