Vật lí [Lý 8]Nhiệt học

[tinaphan]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

1/ Người ta đổ m1 = 200g nước sôi ở 100oC vào chiếc cốc có m2 =120g đang ở t2 = 20oC. Sau khoảng thời gian t = 5', nhiệt độ cốc nước bằng 40oC. Xem rằng sự mất mát nhiệt xảy ra đều đặn, xác định nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh trong mỗi giây. Cho c2 thủy tinh = 840J/kg.K.

2/ Một thau nhôm có m1 = 0,5kg đựng 2kg nước ở 20oC
a. Thả vào thau nước một thỏi đồng có m3 = 200g lấy ra ở lò. Nước nóng đến 21.2oC. Tìm nhiệt độ của bếp lò. Cho c của nhôm nước đồng lần lượt là c1 = 880J/kg.K c2 = 4200J/kg.K c3 = 380J/kg.K. Bỏ qua sự tỏa nhiệt môi trường.
b. Thực ra nhiệt tỏa ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước. Tính nhiệt độ thực sự của bếp lò.
c. Nếu tiếp tục bỏ vào thau nước một thỏi nước đá có khối lượng 100g ở 0oC. Nước đá có tan hết ko. Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lượng nước đá còn sót lại nếu ko tan hết. Nhiệt nóng chảy = 3,4.10^5J/kg.

3/ Một ấm điện bằng nhôm có m = 0,5kg đựng 2kg nước ở 25oC. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20' thì ấm phải có công suất bao nhiêu. Cho c nhôm = 880J/kg.K; c nước = 4200J/kg.K và 30%nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh.

4/ Có 2 bình cách nhiệt. Binh 1 chưa m1 = 4kg nước ở t1 = 20oC. Bình 2 chưa m2 = 8kg ở t2 =40oC. Người ta trút một lượng nước m từ bình 2 sang bình 1. Sau khi nhiệt độ ở bình 1 đã ổn định, người ta trút một lượng nước m từ bình 1 sang bình 2. Nhiệt độ ở bình 2 khi cân bằng nhiệt là t'2 = 38oC. Tính lượng nước m đã trút trong mỗi lần và nhiệt độ ổn định t'1 ở bình 1.

5/ Người ta rót 1kg nước ở 15oC vào bình đựng 3 kg nước đá. Tại thời điểm cân bằng nhiệt giữa nước và nước đá khối lượng nước đá tăng lên 100g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Cho c nước = 4200J/kg.K c nước đá = 2100J/kg.K nhiệt nóng chảy = 3,4.10^5J/kg và trong quá trình trao đổi nhiệt trên chúng đã hấp thụ 10% nhiệt từ môi trường bên ngoài.

6/
a. Tính lượng dầu cần để đun sôi 2 lít nước ở 20oC đựng trong ấm bằng nhôm có khối lượng = 200. Cho c nước = 4200J/kg.K c nhôm = 880J/kg.K năng suất tỏa nhiệt của dầu q = 44.10^6J/kg.K và hiệu suất bếp là 30%.
b. Cần đun thêm bao lâu nữa thì nước hóa hơi hoàn toàn. Biết bếp dầu cung cấp nhiệt một cách đều đặn và kể từ lúc đun đến khi sôi mất thời gain 25'. Cho nhiệt hóa hơi L = 2,3.10^6J/kg.

Mọi người cho em xin đáp án cụ thể. Em cảm ơn ^^

 

[duclk]

Câu 1) Nhiệt lượng tỏa ra của nước
[tex]Q_{1} =m_{1}C_{1}(t_{1}-t) = m_{1}C_{1}(100-40)[/tex]
Nhiệt lượng hấp thụ của cốc
[tex]Q_{2}=m_{2}C_{2}(t_{2}-t)=m_{2}C_{2}(40-20)[/tex]
Theo định luật bảo toàn nhiệt lượng thì [tex]Q_{1}=Q_{2}[/tex]. Như ta so sánh thì ta thấy [tex]Q_{1}[/tex] và [tex]Q_{2}[/tex] không bằng nhau, là do nhiệt lượng tỏa ra ngoài môi trường. Nhiệt lượng ra ngoài môi trường bằng hiệu của hai nhiệt lượng [tex]Q'=\left | Q_{1}-Q_{2} \right |[/tex]. nhiệt lượng tỏa ra đều đặn ra ngoài xung quanh trong thời gian là 5' [tex]Q=\frac{Q'}{t}= \frac{Q'}{300}[/tex]

 

[duclk]

Câu 2) Thả thỏi đồng vào thanh nhôm, nhiệt độ ban đầu của thanh nhôm của chính là nhiệt độ của bếp lò, vì nhiệt lượng của bếp lò đều truyền cho thỏi đồng.
Nhiệt lượng nhận vào của thau nhôm
[tex]Q_{1} = m_{1}C_{1}(21.2-20)[/tex]
Nhiệt lượng nhận vào của nước
[tex]Q_{2} = m_{2}C_{2}(21.2-20)[/tex]
Nhiệt lượng tỏa ra của thỏi đồng
[tex]Q_{3} = m_{3}C_{3}(t-21.2)[/tex]
Bảo toàn nhiệt lượng ( không tỏa ra môi trường bên ngoài)
[tex]Q_{3}=Q_{1}+Q_{2}[/tex]
Lúc này ta sẽ tìm được nhiệt độ của thỏi đồng cũng như nhiệt độ của bếp lò.
b) 10% tỏa ra ngoài môi trường, để bảo toàn nhiệt lượng thì ta phải trừ đi nhiệt lượng tỏa ra ngoài môi trường
[tex]Q_{3}-(10/100) (Q_{1}+Q_{2})=Q_{1}+Q_{2}[/tex]
Thay các giá trị vào ta sẽ tìm được nhiệt độ của bếp lò.
c) Khi thả nước đá vào trong thau nhôm( trong thau nhôm gồm thau nhôm ,nước và thỏi đồng điều ở nhiệt độ 21.2 độ C, lúc đầu thả thỏi đồng vào cả nhôm nước và đồng điều cân bằng nhiệt ở 21.2 độ C)
Thả nước đá vào thì nhiệt độ sẽ giảm từ 21.2 đến 0 độ C
Nhiệt lượng nước chảy của đá
[tex]Q_{4}= m_{4}\lambda = 0.1.\lambda[/tex] trong đó [tex] \lambda[/tex] là nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt lượng thu vào của cả hệ thống (nhôm, nước, và thỏi đồng)
[tex]Q_{5} = (m_{1}C_{1}+m_{2}C_{2}+m_{3}C_{3})(21,2-0)[/tex]
Lúc này [tex]\Delta Q' = \left | Q_{5}-Q_{6} \right |[/tex]
nếu [tex]Q_{4}[/tex] = [tex]Q_{5}[/tex] thì nước đá tan hoàn toàn, không tăng nhiệt độ trở lại
Nếu [tex]Q_{4}[/tex] > [tex]Q_{5}[/tex] thì nước đá sẽ tan một phần
Lúc này ta se tính khối lượng còn lại của nước đá [tex]m_{5} = \frac{Q_{4}-Q_{5}}{\lambda }[/tex]
Nếu [tex]Q_{4}[/tex] < [tex]Q_{5}[/tex] thì nước đá sẽ tan hoàn toàn, và nhiệt độ trong nước sẽ tăng lên
Nhiệt độ tăng lên [tex]t''=\frac{Q_{5}-Q_{4}}{m_{1}C_{1}+(m_{2}+m_{4})C_{2}+m_{3}C_{3}}[/tex]

 

[duclk]

Câu 3) Nhiệt lượng thu vào của ấm nhôm
[tex]Q_{1} = m_{1}C_{1}(100-25)[/tex]
Nhiệt lượng thu vào của nước
[tex]Q_{2} = m_{2}C_{2}(100-25)[/tex]
Tổng nhiệt lượng
[tex]Q = Q_{1}+Q_{2}[/tex]
30% Tỏa ra môi trường bên ngoài, vậy ta có hiệu suất là H= 70%
[tex]Q = H.P.t \Rightarrow P = \frac{Q}{H.t}[/tex]. Ta sẽ tìm được công suất P

 

[duclk]

Câu 4) Khi trut một lượng m từ bình 2 sang bình 1 và cân bằng nhiệt ở bình 1 ta có [tex]Q_{1} = Q_{2} \Leftrightarrow m_{1}C(t_{1} -t') = mC(t_{2} - t')[/tex] (1) trong đó [tex]t'[/tex] là nhiệt độ cân bằng ở bình 1.
Khi trút một lượng m từ bình 1 sang bình 2, khối lượng m sẽ mang nhiệt độ là [tex]t'[/tex] vào bình 2.
Ta có [tex]mC(t' - t'') = (m_{2}-m)C(t'-t'')[/tex] (2) trong đó [tex]t''[/tex] là nhiệt độ cân bằng ở bình 2.
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình và giải hệ ta sẽ tìm được kết quả

 

[duclk]

Câu 5) Gọi t là nhiệt độ ban đầu của nước đá
Nhiệt lượng thu vào để nước đá đến 0 độ C [tex]Q_{1} = m_{1}C_{1}(0-t)[/tex]
Nhiệt lượng tỏa ra của nước đến 0 độ C [tex]Q_{2} = m_{2}C_{2}(10-0)[/tex]
Nhiệt lượng tỏa ra để đông đặc thành nước đá [tex]Q_{3} = \lambda m'[/tex] m' là khối lượng tăng 100g
Ta có cân bằng nhiệt [tex]Q_{3}+ 10/100(Q_{1}+Q_{2}) = Q_{1}+Q_{2}[/tex]
Giai ra ta sẽ tìm đc nhiệt độ ban đầu

 

[duclk]

Câu 6) Nhiệt lượng nước nhận được từ 2o đến 100 độ C
[tex]Q_{1} = m_{1}C_{1}(100-20)[/tex]
Nhiệt lượng của ấm
[tex]Q_{2} = m_{2}C_{2}(100-20)[/tex]
Tổng: [tex]Q=Q_{1}+Q_{2}[/tex]
Do hiệu suất của bếp là 30% nên ta có nhiệt lượng nhận được
[tex]H = \frac{Q'}{Q}.100\% \Rightarrow Q' = \frac{Q}{30\%}.100\%[/tex]
Khối lượng dầu cần dùng
[tex]m = \frac{Q'}{q}[/tex] trong đó [tex]q[/tex] là năng suất tỏa nhiệt của dầu
b) Nhiệt lượng cần hóa hơi
[tex]Q_{4} = L.m[/tex] [tex]m[/tex] là khối lượng nước cần hóa hơi hoàn toàn
Thời gian [tex]t = \frac{Q_{4}}{Q}.T[/tex]

 

[tinaphan]

Lúc này ΔQ′=|Q5−Q6|ΔQ′=|Q5−Q6|\Delta Q' = \left | Q_{5}-Q_{6} \right |
nếu Q4Q4Q_{4} = Q5Q5Q_{5} thì nước đá tan hoàn toàn, không tăng nhiệt độ trở lại
Nếu Q4Q4Q_{4} > Q5Q5Q_{5} thì nước đá sẽ tan một phần
Lúc này ta se tính khối lượng còn lại của nước đá m5=Q4−Q5λm5=Q4−Q5λm_{5} = \frac{Q_{4}-Q_{5}}{\lambda }
Nếu Q4Q4Q_{4} < Q5Q5Q_{5} thì nước đá sẽ tan hoàn toàn, và nhiệt độ trong nước sẽ tăng lên
Nhiệt độ tăng lên t′′=Q5−Q4m1C1+(m2+m4)C2+m3C3

Em không hiểu chỗ này, vì sao phải tính deltaQ'

 

[duclk]

[tex]\Delta Q'[/tex] là để so sánh nhiệt lượng của nước đá và nhiệt độ của của hệ,
[tex]\Delta Q' = 0 [/tex] Nước đá tan hoàn toàn, khi đó nhiệt lượng của đá đủ là nước giảm xuống 0 độ C, tường tự như vậy đối với [tex]\Delta Q' \#0[/tex]