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
Trang 11 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 t1 =
600C, bình thứ hai chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t2 = 200C 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 = 590C 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/m3
Câu 2 : một nhiệt lượng kế khối lượng m1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g
đã được nung nóng tới 1000C Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240
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 : c1 = 460 J/kg độ , c2 = 4200 J/kg độ ,
c3 = 900 J/kg độ , c4= 230 J/kg độ
Câu 3: (2,75 điểm)
Trang 2Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC 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 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC 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 m1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g
đã được nung nóng tới 1000C Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240
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 : c1 = 460 J/kg độ , c2 = 4200 J/kg độ ,
c3 = 900 J/kg độ , c4= 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 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC 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 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của
Trang 3nước, 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 m2 = 300g thì sau thời gian t1 = 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 c1 = 4200J/kg.K ;
c2 = 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
25oC 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 C1 = 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 = 400C Sau một thời gian lâu, chai sữa nóng tới nhiệt độ t1 = 360C, 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
Trang 4làm nóng tới nhiệt độ nào? Biết rằng trước khi thả vào phích, các chai sữa đều có nhiệt độ t0 = 180C 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
200C
a Thả vào thau một thỏi đồng có khối lượng 200 g lấy ở lò ra Nước nóng đến nhiệt độ 21,20C Tìm nhiệt độ của lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là: C1 = 880J/kg.K; C2 = 4200J/kg.K; C3 = 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 m2=300g thì sau thời gian t1 = 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 C1=4200 J/kg.độ;
C2=880 J/kg.độ; nhiệt do bếp cung cấp một cách đều đặn)
Câu 11: (4 điểm)
Rót 0,5kg nước ở nhiệt độ 200C vào một nhiệt lượng kế Thả vào
đo một cục nước đá khối lượng 0,5kg có nhiệt độ -150C 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
Trang 5J/kg.độ; nhiệt núng chảy của nước đỏ là λ = 3,4.105 J/kg Bỏ qua sự hấp thụ và toả nhiệt của nhiệt lượng kế
Câu 12: Đổ 0,5 kg nớc ở nhiệt độ t1 = 200C 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 t2 = -150C Tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt đợc
đợc thiết lập Cho nhiệt dủngiêng cuẩ nớc C1= 4200J/kg.k, nớc đá C2 = 2100J/kg ; nhiệt nóng chảy của nớc đá =3,4.105J/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 d0 =
1 gam/cm3
b/ Treo một vật rắn nhỏ có khối lợng riêng d1 = 8 gam/cm3 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 h1 = 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 t1; bình thứ 2 có nhiệt độ t2 = 1
2
3
t Sau khi trộn lẫn với nhau, nhiệt độ khi cần bằng nhiệt là 250C Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình?
Trang 6Câu 15: (4.0 điểm)
Có 2 cái bình cách nhiệt, bình một chứa 5 lít nớc ở t1 = 600, bình hai chứa 1 lít nớc ở t2 = 200C 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 t1 = 590C 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 q1, q2, q3, t1, t2, t3 Ngời ta dùng một nhiệt kế có nhiệt dung q0 nhiệt độ ban đầu t0 = 300C
Trang 7lần lợt nhúng vào bình A, bình B rồi bình C thì thấy nhiệt kế chỉ lần lợt
900C, 600C, 800C Biết q1 = 2q2 = 3q3 = 6q0 và bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trờng
a) Hãy xác định các nhiệt độ t1, t2và t3 ?
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 ?
Bài 18: (5 điểm)
Người ta thả một chai sữa của trẻ em vào một phớch nước đựng nước ở nhiệt độ t = 400C Sau một thời gian lõu, chai sữa núng tới nhiệt
độ t1 = 360C, người ta lấy chai sữa này ra và tiếp tục thả vào phớch một chai sữa khỏc giống như chai sữa trờn Hỏi chai sữa này sẽ được làm núng tới nhiệt độ nào? Biết rằng trước khi thả vào phớch, cỏc chai sữa đều cú nhiệt độ t0 = 180C Bỏ qua sự mất mỏt nhiệt do mụi trường
Bài 19:(2 điểm) Người ta dựng cỏi cốc để đổ cựng 1 loại nước núng vào
1 nhiệt lượng kế chưa chứa chất nào.Lần 1 đổ 1 cốc đầy nước núng vào, khi cú cõn bằng nhiệt thỡ thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thờm
50C.Lần 2 đổ tiếp 1 cốc đầy nước núng, khi cú cõn bằng nhiệt thỡ thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế bõy giờ tăng thờm 30C.Lần 3 người ta lại đổ tiếp 10 cốc đầy nước núng, xỏc định nhiệt độ tăng thờm của nhiệt lượng kế sau lần đổ này.Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của cốc và sự trao đổi nhiệt của hệ với mụi trường ngoài
Trang 8Câu 1 (2,5 điểm)
Có hai bình cách nhiệt Bình thứ nhất đựng 5 lít nước ở nhiệt độ t1 =
600C, bình thứ hai chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t2 = 200C 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 = 590C 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/m3
Câu 1 (2,5 điểm)
Đổi : V1 = 5= 5dm3 = 0,005 m3 ; V2 = 1 = 1dm3 =
0,001m3;
Khối lượng nước trong bình 1 và bình 2 lần lượt:
m1 = Dn V1 = 5 (kg) ; m2 =Dn.V2= 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
(0,25đ)
Trang 9Như vậy nước trong bình 1 đã bị mất một nhiệt lượng:
Q1 = m1 c t1
(0,25đ)
Nhiệt lượng này đã được truyền sang bình 2 Do đó theo phương trình
cân bằng
nhiệt ta có: m2 c t2 = m1 c t1 trong đó t2 là độ biến thiên nhiệt độ
trong bình 2 (0,5đ)
2 1 2
5
1
m
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 =t2 +t2 = 20 + 5 = 250C
(0,25đ)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
m c (t1 - t'2) = m1c (t'2 - t2)
(0,5đ)
Trang 10
Suy ra: 2 2
2
1 2
t t
(0,25đ)
Vậy khối lượng nước đã rót: m =1
7kg