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 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 m 1 = 120 g , chứa một lượng
nước có khối lượng m 2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t 1 = 20 0C . 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 0C . 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 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 m 1 = 120 g , chứa một lượng
nước có khối lượng m 2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t 1 = 20 0C . 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 0C . 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 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 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
C
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
làm 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
J/kg.độ; nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg. Bỏ qua sự hấp
thụ và toả nhiệt của nhiệt lượng kế.
C©u 12: §æ 0,5 kg níc ë nhiÖt ®é t1 = 200C vµo mét nhiÖt lîng kÕ, sau
®ã th¶ vµo trong nhiÖt lîng kÕ mét côc níc ®¸ cã khèi lîng 0,5 kg ë nhiÖt ®é t2 = -150C. T×m nhiÖt ®é cña hçn hîp sau khi c©n b»ng nhiÖt ®îc ®îc thiÕt lËp. Cho nhiÖt dñngiªng cuÈ níc C1= 4200J/kg.k, níc ®¸ C2 = 2100J/kg ; nhiÖt nãng ch¶y cña níc ®¸ =3,4.105J/kg. Bá qua sù trao ®æi
nhiÖt víi nhiÖt lîng kÕ vµ m«i trêng.
C©u 13: Mét khèi gç kh«ng thÊm níc h×nh lËp ph¬ng cã c¹nh a = 6 cm
®îc th¶ næi vµo trong níc sao cho ®¸y song song víi mÆt níc. Ngêi ta
thÊy phÇn næi bªn trªn mÆt níc cã chiÒu cao h = 3,6 cm.
a/ T×m khèi lîng riªng cña khèi gç. BiÕt khèi lîng riªng cña níc lµ d0 = 1 gam/cm3.
b/ Treo mét vËt r¾n nhá cã khèi lîng riªng d1 = 8 gam/cm3 vµo t©m mÆt ®¸y díi cña khèi gç b»ng mét sîi d©y m¶nh, rÊt nhÑ. Ngêi ta thÊy phÇn
næi cña khèi gç b©y giê lµ h1 = 3,0 cm. H·y x¸c ®Þnh khèi lîng cña vËt r¾n vµ søc c¨ng cña sîi d©y nèi.
C©u 14: (3.0 ®iÓm)
Hai b×nh níc nãng gièng hÖt nhau chøa 2 lîng níc nh nhau.B×nh
3 t . Sau khi trén lÉn 12
thø nhÊt cã nhiÖt ®é t1; b×nh thø 2 cã nhiÖt ®é t2 =
víi nhau, nhiÖt ®é khi cÇn b»ng nhiÖt lµ 250C. T×m c¸c nhiÖt ®é ban ®Çu
cña mçi b×nh?
C©u 15: (4.0 ®iÓm)
Cã 2 c¸i b×nh c¸ch nhiÖt, b×nh mét chøa 5 lÝt níc ë t1 = 600, b×nh hai chøa 1 lÝt níc ë t2 = 200C. §Çu tiªn rãt mét phÇn níc ë b×nh thø nhÊt sang b×nh thø hai, sau khi b×nh thø hai ®· ®¹t c©n b»ng nhiÖt ®é, ngêi ta
rãt trë l¹i sang b×nh thø nhÊt mét lîng níc ®Ó trong hai b×nh cã dung tÝch
níc b»ng lóc ban ®Çu. Sau c¸c thao t¸c ®ã nhiÖt ®é níc trong b×nh thø nhÊt lµ t1 = 590C. Hái ®· rãt bao nhiªu níc tõ b×nh thø sang b×nh thø hai vµ ngîc l¹i.
C©u 16:(2 ®iÓm)
Mét b×nh nhiÖt lîng kÕ b»ng nh«m cã khèi lîng m=150 (g) chøa
m1=350 (g) níc ë nhiÖt ®é t=25o C.
a.§æ thªm vµo b×nh mét khèi lîng níc lµ m2 ë nhiÖt ®é t1 = 7oC. Khi c©n b»ng nhiÖt ta thÊy nhiÖt ®é cña níc trong b×nh lµ t2=10oC. TÝnh m2
b.Sau ®ã th¶ vµo b×nh mét lîng níc ®¸ cã khèi lîng lµ m3 ë nhiÖt ®é t3 = -10oC. Khi c©n b»ng nhiÖt ta thÊy trong b×nh cßn l¹i 200 g níc ®¸
cha tan. TÝnh m3
(BiÕt nhiÖt dung riªng cña nh«m lµ C =880 (J/kg.K), cña níc lµ
C1=4200 (J/kg.K), cña níc ®¸ lµ C3=2100 (J/kg.K), nhiÖt ®é nãng ch¶y
cña níc ®¸ lµ =340 000 J/kg. Bá qua sù chao ®æi nhiÖt víi m«i trêng).
C©u17(4 ®iÓm): Ba b×nh c¸ch nhiÖt A, B, C cã nhiÖt dung kh«ng ®¸ng
kÓ chøa ba chÊt láng cã nhiÖt dung vµ nhiÖt ®é lÇn lît lµ q1, q2, q3, t1, t2, t3 . Ngêi ta dïng mét nhiÖt kÕ cã nhiÖt dung q0 nhiÖt ®é ban ®Çu t0 = 300C
lÇn lît nhóng vµo b×nh A, b×nh B råi b×nh C th× thÊy nhiÖt kÕ chØ lÇn lît 900C, 600C, 800C. BiÕt q1 = 2q2 = 3q3 = 6q0 vµ bá qua sù trao ®æi nhiÖt víi m«i trêng.
a) H·y x¸c ®Þnh c¸c nhiÖt ®é t1, t2vµ t3 ?
b) NÕu sau khi nhóng vµo b×nh C l¹i tiÕp tôc quay l¹i nhóng vµo b×nh
A, b×nh B råi b×nh C råi l¹i lÆp l¹i nh thÕ nhiÒu lÇn th× sè chØ cña
nhiÖt kÕ lµ bao nhiªu ?
Bài 18: (5 điểm)
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 làm
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.
Bài 19:(2 điểm) Người ta dùng cái cốc để đổ cùng 1 loại nước nóng vào
1 nhiệt lượng kế chưa chứa chất nào.Lần 1 đổ 1 cốc đầy nước nóng vào,
khi có cân bằng nhiệt thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm
50C.Lần 2 đổ tiếp 1 cốc đầy nước nóng, khi có cân bằng nhiệt thì thấy
nhiệt độ của nhiệt lượng kế bây giờ tăng thêm 30C.Lần 3 người ta lại đổ
tiếp 10 cốc đầy nước nóng, xác định nhiệt độ tăng thêm của nhiệt
lượng kế sau lần đổ này.Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của cốc và sự trao đổi
nhiệt của hệ với môi trường ngoài.
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 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:
(kg) ; m2 =Dn.V2= 1(kg)
m1 = Dn. V1 = 5 (0,25đ)
Do chuyển nước từ bình 1 sang bình 2 và từ bình 2 sang bình 1. Giá trị khối lượng
0
0
t
C
59
C
0 1
C
1 60
nước trong các bình vẫn như cũ, còn nhiệt độ trong bình thứ nhất hạ xuống một lượng:
(0,25đ)
Như vậy nước trong bình 1 đã bị mất một nhiệt lượng:
t1
= c m1
Q1 (0,25đ)
Nhiệt lượng này đã được truyền sang bình 2. Do đó theo phương trình cân bằng
0
nhiệt ta có: m2 c t2 = m1 c t1 trong đó t2 là độ biến thiên nhiệt độ trong bình 2. (0,5đ)
.1 5
C
Suy ra:
t 2
t . 1
5 1
m 1 m 2
(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:
= 20 + 5 = 250C =t2 + t2
t'2 (0,25đ)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
- = - (t1 t'2) m1c (t'2 t2)
m c (0,5đ)
'
2
.
1.
(
kg
)
Suy ra:
m m 2
2 t
t '
25 20 60 25
1 7
t t 1
2
kg
(0,25đ)
Vậy khối lượng nước đã rót: m = 1 7
