Ngày soạn 28/7/2009 Ngày dạy 7/8/2009 Buổi 5: luyện tập phần Nhiệt học Hoạt động 1: Bài tập vận dụng Bài IV.4: Xác định nhiệt độ của bếp lò ngời ta làm nh sau: Bỏ vào lò một khối đồng hình lập phơng có cạnh a = 2cm, sau đó lấy khối đồng để trên một tảng nớc đá ở 0 0 C. Khi cân bằng nhiệt, mặt trên của khối đồng chìm dới mặt nớc đá một khoảng b = 1cm. Biết khối lợng riêng của khối đồng D 0 = 8900kg/m 3 ; nhiệt dung riêng của đồng c 0 = 400J/kgK; niệt nóng chảy của nớc đá = 3,4.10 5 J/kg; khối lợng riêng của nớc đá D = 900kg/m 3 . Giả sử nớc chỉ tan thành hình hộp có tiết diện bằng tiết diện của khối đồng. Bài IV.5: Một thỏi hợp kim chì kẽm có khối lợng 500g ở 120 0 C đợc thả vào nhiệt lợng kế có nhiệt dung 300J/kg chứa 1kg nớc ở 20 0 C. Nhiệt độ khi cân bằng là 22 0 C. Tìm khối kợng chì kẽm có trong hợp kim. Biết nhiệt dung riêng của chì, kẽm, nớc lần lợt là 130J/kgK, 400J/kgK, 4200J/kgK. Bài IV.5: Một thỏi hợp kim chì kẻm có khối lợng 500g,ở 120 0 C đợc thả vào nhiệt lợng kế có nhiệt dung 300J/độ chứa 1kg nớc ở 20 0 C. Nhiệt độ khi cân bằng là 22 0 C. Tìm khối lợng chì kẽm có trong hợp kim. Biết nhiệt dung riêng của chì kẽm và nớc lần lợt là: c 1 = 130J/kgK.c 2 = 400J/kgK, c 3 = 4200J/kgK. Bài IV.6: Một ôtô chạy với vận tốc 36km/h thì phải sinh ra một công suất P = 322W. Hiệu suất của máy là H = 40%. Hỏi với Giải: Gọi m 0 và m là khối lợng của đồng và nớc đá tan thành nớc ở 0 0 C. Ta có phơng trình cân bằng nhiệt: m 0 .c 0 .(t 0 - t) = m. với m 0 = D 0 .a 2 ; t = 0 0 C; m D.a 2 (a + b)t 0 2 5 0 2 0 0 0 0 0 ( ) 900.(2 1).10 .3,4.10 . . 8900.400.2.10 128.9 129 D a b t D c a t C C + + = = Giải: Gọi m 1 , m 2 là khối lợng của chì, kẽm có trong hợp kim, Ta có: M 1 + m 2 = m = 0,5kg (1) Mặt khác: Chì kẽm toả nhiệt Giải: Gọi m 1 , m 2 là khối lợng của chì, kẽm có trong hỗn hợp. Ta có: m 1 + m 2 = 0,5 (1) Mặt khác: Chì, kẽm toả nhiệt, bình nhiệt lợng kế, nớc thu nhiệt, ta có: m 1 c 1 (t 1 - t) + m 2 c 2 (t 1 - t) = m 3 c 3 (t - t 2 ) + m 4 c 4 (t - t 2 ) m 1 c 1 + m 1 c 1 = 3 3 4 4 2 1 ( )( ) ( ) m c m c t t t t + Hay: 130m 1 + 400m 2 = 90 (2) Giải hệ phơng trình (1) và (2) ta đợc: m 1 = 407,4g; m 2 = 92,6g. Giải: Công suất sinh ra của động cơ khi đi đ- ợc quãng đờng s là: mỗi lít xăng, xe đi đợc bao nhiêu km? Biết khối lợng riêng và năng suất toả nhiệt của xăng là D = 700kg/m 3 ; q = 4,6.10 7 J/kg. A = P.t = P. s v Nhiệt lợng do xăng toả ra để sinh công trên là: Q = . . A P s H H v = (1) Mặt khác nhiệt lợng đóđợc tính theo công thức: Q = q.m = q.D.V (2) Từ (1) và (2) ta suy ra: 7 3 . . . . 4,6.10 .700.10 .40%.10 3220 q DV H v P = s = 40.10 3 .m = 40km. Hot ng 2: Bi tp t luyn 1) Mt bỡnh cỏch nhit cú cha nc ỏ nhit . vo bỡnh 1 ca cha g nc nhit . khi cú cõn bng nhit, khi lng nc ỏ gim i l m = 100g. nu thờm ca th 2 cha nc nh ca th 1 vo bỡnh thỡ nhit hn hp khi cú cõn bng nhit l t = C. bit nhit dung riờng ca nc ỏ l 2,1J/g., ca nc 4,2J/g., nhit núng chy cua nc l 340J/g a/ tớnh nhit ca nc ỏ v khi lng ca nc cú trong 1 ca (b qua s trao i nhit v s bay hi) b/ thc t do cú s trao i nhit vi bỡnh v mụi trng bờn ngoi nờn nhit cõn bng sau khi 2 ca nc t = 4 ăăc .Tỡm tng nhit lng ca hn hp nc truyn cho bỡnh v mụi trng bờn ngoi trong quỏ trỡnh truyn nhit . B qua khi lng nc bay hi. 2) Trn mt h gm n vt cú khi lng m 1 , m 2 , ,m n cú nhit ban u tng ng l t 1 , t 2 , t n lm bng cỏc cht cú nhit dung tng ng C 1 , C 2 , C n trao i nhit vi nhau. Tớnh nhit chung ca h khi cú cõn bng nhit. 3) Mt ng nghim ng y nc ỳp ngược vào một cốc nước. Nếu đun nước trong cóc và ống nghiệm tới nhiệt độ sôi thì mực nước trong ống nghiệm có thay đổi không? tại sao? 4) Một mẩu nước đá có khối lượng m 1 = 120g, bên trong có 1 mẩu chì khối lượng m 1 = 12g nổi trên mặt nước trong bình. Phải cung cấp cho nước nhiệt lượng là bao nhiêu để mẩu nước đá bắt đầu chìm xuống. Nhiệt độ của nc` đá la 0 0 C. Cho biết khối lương riêng của nước đá (hình như vây) là D 1 = 900kg/m 3; của chì D 2 = 1130kg/m3; của nước là 1000kg/m 3 ; nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.10 5 (J/kg). Trong khi nước đá tan mẩu chì vấn nằm trong mẩu nước đa. 5) Người ta thả một cục đá có khối lượng 80 gam ở 0 0 C vào một cốc nhôm đựng 0,4 kg nước ở 20 0 C đặt trong nhiệt lượng kế. Khối lượng của cốc nhôm là 0,2 kg. Tính nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục đá vừa tan hết. Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg, nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước là 4180 J/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do nhiệt truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế. 6) Xác định nhiệt dung riêng của dầu hoả với dụng cụ: 1 chai dầu hoả (nút kín), 1 bình nước, 2 cốc thủy tinh giống nhau, 1 cân Rô-béc-van không có hộp quả cân, cát khô, nhiệt lượng kế (biết nhiệt dung riêng của chất làm cốc trong nhiệt lượng kế), nhiệt kế, nguồn nhiệt. 7) Người ta đổ 2,5kg nước ở 100˚C vào bình nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 0,8kg, có chứa 1,5kg nước đá ở -10 0 C. Xác định nhiệt độ và thể tích của hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt? Biết nhiệt dung riêng của đồng, nước đá, nước lần lượt là 400 J/kg.K, 2100 J/kg.K, 4200 J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m 3 . 8) Tại sao vào mùa đông giá lạnh, đứng cạnh cửa sổ trong phòng có lò sưởi ta vẫn cảm thấy có gió lùa vào từ cửa sổ mặc dù cửa sổ đã đóng kín? 9) Một cốc nước có một cục nước đá nổi cao hơn mặt nước. Khi nước đá tan hết thì mực nước trong cốc có thay đổi hay không? Tại sao? (Bỏ qua sự thay đổi thể tích của nước và cốc theo nhiệt độ). 10) nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 100g chứa 400g nước ở nhiệt độ 10 0 C. Thả và nhiệt lượng kế 200g hợp kim nhôm và thiếc ở nhiệt độ 120 0 C. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hệ thống là 14 0 C. Tính khối lượng của nhôm và thiếc trong miếng hợp kim. Biết rằng nhiệt dung riêng của nhôm, thiếc, nước lần lượt là 880J/kg.K; 230J/kg.K; 4200J/kg.K. 11) Trong một bình nhiệt lượng kế khối lượng m k = 400g chứa 500g nước ở nhiệt dộ 40 0 C. Thả vào đó một mẩu nước đá ở nhiệt độ -10 0 C. Khi có cân bằng nhiệt, người ta thấy còn sót lại 75g nước đá chưa tan. . chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg, nhiệt dung riêng của nhôm là 88 0J/kg.K và của nước là 4 180 J/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do nhiệt truyền ra bên ngoài. C; m D.a 2 (a + b)t 0 2 5 0 2 0 0 0 0 0 ( ) 900.(2 1).10 .3,4.10 . . 89 00.400.2.10 1 28. 9 129 D a b t D c a t C C + + = = Giải: Gọi m 1 , m 2 là khối