Bài tập có đáp án chi tiết về nhiệt môn vật lý lớp 7

BÀI TẬP NHIỆT Bài Người ta đổ m1 gam nước nóng vào m2 gam nước lạnh thấy cân nhiệt, nhiệt độ nước lạnh tăng 50C Biết độ chênh lệch nhiệt độ ban đầu nước nóng nước lạnh 800C Nếu đổ thêm m1 gam nước nóng vào hỗn hợp mà ta vừa thu được, có cân nhiệt nhiệt độ hỗn hợp tăng thêm độ? Bỏ qua mát nhiệt Hướng dẫn + Gọi nước nóng có nhiệt độ t1, nước lạnh có nhiệt độ t2 Sau cân nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp t + Phương trình cân nhiệt: m1.c.(t1 - t) = m2.c.(t – t2)  m1 t  t  (1) m t1  t + Mà t- t2 = t1 – t2 = 80 nên t1 = 75 + t m1 t  t2 + Thay vào (1) có m  t  t  75 15 + Khi đổ thêm vào m1 gam nước nóng vào hỗn hợp, cân nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp t’ + Phương trình cân nhiệt: m1.c.(t1 – t’) = (m1 + m2).c.(t’ - t) Mà t1 = 75 + t nên m1.(75 + t – t’) = (m1 + m2).(t’ – t) 75.m1 m1 m   m1  mà 2m1  m m2 15 15  t ' t 4,412  t ' t  Vậy cân nhiệt độ hỗn hợp tăng 4,4120C Bài Một bếp dầu đun sơi lít nước đựng ấm nhơm khối lượng m = 300g sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp để đun lít nước điều kiện sau nước sôi ? Biết nhiệt dung riêng nước nhôm c1 = 4200J/kg.K; c2 = 880J/kg.K Biết nhiệt bếp dầu cung cấp cách đặn Hướng dẫn Gọi Q1 Q2 nhiệt lượng cần cung cấp cho nước ấm nhôm hai lần đun, ta có: Q1  m1 c1  m2 c  t ; Q2  2m1c1  m2 c .t (m1, m2 khối lượng nước ấm hai lần đun đầu) Do nhiệt toả cách đặn nghĩa thời gian đun lâu nhiệt toả lớn Do đó: Q1 = kt1 ; Q2 = kt2 ; (k hệ số tỉ lệ ) kt1  m1c1  m2 c2  t ; suy ra: kt  2m1c1  m2 c  t Lập tỷ số ta : 2m1c1  m c m1c1 t2 1   m1 c1  m c m1c1  m c t1 m1c1 t = (  m c  m c ) t1 1 2 4200 Thay số tìm t2 = (1  4200  0,3.880 ).10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút Bài Một cục nước đá nhiệt độ t1 = -50C dìm ngập hồn tồn vào nước nhiệt độ t2, có khối lượng với nước đá, đựng bình nhiệt lượng kế hình trụ Chỉ có nước nước đá trao đổi nhiệt với Bỏ qua thay đổi thể tích nước nước đá theo nhiệt độ a Tùy theo điều kiện nhiệt độ ban đầu t nước Hãy nêu biện luận trường hợp xảy mức nước bình nhiệt lượng kế có cân nhiệt b Trường hợp mức nước bình nhiệt lượng kế giảm 2% so với ban đầu có cân nhiệt nhiệt độ ban đầu nước bao nhiêu? Cho biết: Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy, khối lượng riêng nước đá c1 = 2090 J/ kg.K,  = 3,33.105J/kg, D1 = 0,916 g/cm3; Nhiệt dung riêng, khối lượng riêng nước c2 = 4180 J/ kg.K, D2 = g/cm3 Hướng dẫn a) Biện luận trường hợp xảy Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -50C đến 00C Q1  C1m   ( 5)   2090.5.m  10450 m Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn Q2   m  333000m Nhiệt lượng nước tỏa hạ nhiệt độ từ t2 xuống 00C Q3  C2 mt2  4180.t2 m Bằng cách so sánh nhiệt lượng ta thấy có trường hợp sau xảy Trường hợp 1: Q3 < Q1 � 4180.t2 m  10450m � t2  10450  2,50 C 4180 Một phần nước bị đơng đặc thành nước đá, mức nước bình tăng Trường hợp 2: Q3 = Q1, t2 = 2,50C nước đá tăng nhiệt độ đến 00C khơng bị nóng chảy, hệ cân 00C, mức nước không thay đổi Trường hợp 3: Q1