b) Thùc ra trong trêng hîp nµy, nhiÖt lîng to¶ ra m«i trêng lµ 10% nhiÖt lîng cung cÊp cho chËu níc.[r]
(1)Bµi tËp vËt lÝ
* C©u 16:
Nhiệt độ bình thờng thân thể ngời ta 36,60C Tuy ngời ta không cảm thấy
lạnh nhiệt độ khơng khí 250C cảm thấy nóng nhiệt độ khơng khí 360C
Cịn nớc ngợc lại, nhiệt độ 360C ngời cảm thấy bình thờng, cịn
250C , ngời ta cảm thấy lạnh Giải thích nghịch lí nh nào?
* Câu 17
Mt chậu nhôm khối lợng 0,5kg đựng 2kg nớc 200C
a) Thả vào chậu nhơm thỏi đồng có khối lợng 200g lấy lị Nớc nóng đến 21,20C Tìm nhiệt độ bếp lị? Biết nhiệt dung riêng nhôm, nớc đồng lần lợt là:
c1= 880J/kg.K , c2= 4200J/kg.K , c3= 380J/kg.K Bỏ qua toả nhiệt môi trờng
b) Thực trờng hợp này, nhiệt lợng toả môi trờng 10% nhiệt lợng cung cấp cho chậu nớc Tìm nhiệt độ thực bếp lị
c) Nếu tiếp tục bỏ vào chậu nớc thỏi nớc đá có khối lợng 100g 00C Nớc đá có
tan hết khơng? Tìm nhiệt độ cuối hệ thống lợng nớc đá cịn sót lại tan khơng hết? Biết nhiệt nóng chảy nớc đá = 3,4.105J/kg
* C©u 18
Trong bình đậy kín có cục nớc đá có khối lợng M = 0,1kg nớc, cục đá có viên chì có khối lợng m = 5g Hỏi phải tốn nhiệt lợng để cục nớc đá có lõi chì bắt đầu chìm xuống Cho khối lợng riêng chì 11,3g/cm3, nớc đá 0,9g/cm3, nhiệt nóng chảy nớc đá = 3,4.105J/kg Nhiệt
độ nớc trung bình 00C
* C©u 19
Có hai bình cách nhiệt Bình chứa m1 = 2kg níc ë t1 = 200C, b×nh chøa m2 = 4kg
níc ë t2 = 600C Ngêi ta rót lợng nớc m từ bình sang bình 2, sau c©n b»ng nhiƯt,
ngời ta lại rót lợng nớc m nh từ bình sang bình Nhiệt độ cân bình lúc t’
1 = 21,950C
a) Tính lợng nớc m lần rót nhiệt độ cân t’
2 cđa b×nh
b) Nếu tiếp tục thực lần hai, tìm nhiệt độ cân bình
Híng dÉn gi¶i
* C©u 16:
Con ngời hệ nhiệt tự điều chỉnh có quan hệ chặt chẽ với mơi trờng xung quanh Cảm giác nóng lạnh xuất phụ thuộc vào tốc độ xạ thể Trong khơng khí tính dẫn nhiệt kém, thể ngời q trình tiến hố thích ứng với
nhiệt độ trung bình khơng khí khoảng 250C nhiệt độ khơng khí hạ xuống thấp
hoặc nâng lên cao cân tơng đối hệ Ngời – Khơng khí bị phá vỡ xuất cảm giác lạnh hay nóng
(2)bằng nhiệt thể môi trờng đợc tạo ngời không cảm thấy lạnh nh nóng
* C©u 17
a) Gọi t0C nhiệt độ bếp lò, nhiệt độ ban đầu thỏi đồng.
Nhiệt lợng chậu nhôm nhận đợc để tăng từ t1 = 200C đến t2 = 21,20C:
Q1 = m1 c1 (t2 t1) (m1 khối lợng chậu nhôm )
Nhiệt lợng nớc nhận đợc để tăng từ t1 = 200C đến t2 = 21,20C:
Q2 = m2 c2 (t2 t1) (m2 khối lợng nớc )
Nhiệt lợng khối đồng toả để hạ từ t0C đến t
2 = 21,20C:
Q3 = m3 c3 (t0C – t2) (m2 khối lợng ca thi ng )
Do toả nhiệt môi trờng xung quanh nên theo phơng trình c©n b»ng nhiƯt ta cã : Q3 = Q1 + Q2
m3 c3 (t0C – t2) = (m1 c1 + m2 c2) (t2 – t1)
t0C =
380 , , 21 380 , ) 20 , 21 )( 4200 880 , ( ) )( ( 3 3 2
1
c m t c m t t c m c m
t0C = 232,160C
b) Thực tế, có toả nhiệt mơi trờng nên phơng trình cân nhiệt đợc viết lại: Q3 – 10%( Q1 + Q2) = Q1 + Q2
Q3 = 110%( Q1 + Q2) = 1,1.( Q1 + Q2)
Hay m3 c3 (t’ – t2) = 1,1.(m1 c1 + m2 c2) (t2 – t1)
t’ =
380 , , 21 380 , ) 20 , 21 )( 4200 880 , ( , ) )( ( , 3 3 2
1
c m t c m t t c m c m
t’ = 252,320C
c) Nhiệt lợng thỏi nớc đá thu vào để nóng chảy hồn tồn 00C
Q = .m 3,4.105.0,1 = 34 000J
Nhiệt lợng hệ thống gồm chậu nhôm, nớc, thỏi đồng toả để giảm từ 21,20C
xuèng 00C lµ Q’ = (m
1.c1 + m1.c1 + m1.c1) (21,2 – 0)
= ( 0,5 880 + 4200 + 0,2 380) 21,2 = 189019J
Do Q > Q’ nên nớc đá tan hết hệ thống âng lên đến nhiệt độ t’’ đợc tính :
Q = Q’ – Q = [m
1.c1 + (m2 + m).c2 + m3.c3] t’’
Nhiệt lợng thừa lại dùng cho hệ thống tăng nhiệt độ từ 00C đến t’’
t’’ = Q 0C
3 2 1 , 16 380 , 4200 ) , ( 880 34000 189019 c m m).c (m c
m
* C©u 18
Để cục chì bắt đầu chìm khơng cần phải tan hết đá, cần khối lợng riêng trung bình nớc đá cục chì khối lợng riêng nớc đủ
Gọi M1 khối lợng lại cục nớc đá bắt đầu chìm ; Điều kiện để cục chì
bắt đầu chìm : V Dn
m M
1
Trong V : Thể tích cục đá chì Dn : Khối lợng riêng nớc
Chó ý r»ng : V =
chi da D m D M
Do : M1 + m = Dn (
chi da D m D M )
Suy : M1 = m D D D g
D D D chi da n da n chi 41 , 11 ) , ( , ) , 11 ( ) ( ) (
(3)NhiƯt lỵng cần thiết là: Q = .M = 3,4.105.59.10-3 = 20 060J
Nhiệt lợng xem nh cung cấp cho cục nớc đá làm tan * Câu 19
a) Sau rót lợng nớc m từ bình sang bình 2, nhiệt độ cân bình t’ ta
cã: m.c(t’
2- t1) = m2.c(t2- t’2)
m (t’
2- t1) = m2 (t2- t’2) (1)
Tơng tự cho lần rót tiếp theo, nhiệt độ cân bình t’
1 Lóc nµy lỵng níc
trong bình cịn (m1 – m) Do
m.( t’
2 - t’1) = (m1 – m)( t’1 – t1)
m.( t’
2 - t’1) = m1.( t’1 – t1) (2)
Từ (1) vµ (2) ta suy : m2 (t2- t’2) = m1.( t’1 – t1)
t’ =
2 1 '
2 ( )
m t t m t
m
(3) Thay (3) vµo (2) ta rót ra:
m =
) (
) (
) (
.
1 ' 1 2
1 '
t t m t t m
t t m m
(4)
Thay số liệu vào phơng trình (3); (4) ta nhận đợc kết t’
2 590C; m = 0,1kg = 100g
b) Bây bình có nhiệt độ t’
1= 21,950C Bình có nhiệt độ t’2 = 590C nên sau lần
rãt tõ b×nh sang b×nh ta có phơng trình cân nhiệt: m.(t
2- t’1) = m2.(t’2 – t’’2)
t’’
2(m + m2) = m t’1 + m2 t’2
t’’ =
2 ' '
m m
t m mt
Thay số vào ta đợc t’’
2 = 58,120C
Và cho lần rót từ bình sang b×nh 1: m.( t’’
2 - t’’1) = (m1 – m)( t’’1- t’1) t’’1.m1 = m t’’2 + (m1 - m) t’1
t’’
1 = C
m
t m m t
m
1
1 '
2 ''
76 , 23 )
(