N I DUNG B I ỏ NG H C SINH GI I L P 9 THCS
ộĂỘ H C: 2016-2017 MÔN V T LÝ 9
-
Ỏhuyên đ 1: NHI T H C
- Nhi t l ng
- Ph ng trình cân b ng nhi t
- ộăng su t t a nhi t
- B o toàn năng l ng trong các hi n t ng c và nhi t
- S chuy n th c a các ch t hóa h i ng ng t đông đ c, nóng ch y
Đ nh nghĩa nhi t l ng:Ph n n i năng mà v t nh n đ c hay m t đi trong quá trình truy n nhi t g i
là nhi t l ng
Đ nh nghĩa nhi t dung riêng:Nhi t l ng c n cung c p cho kg c a m t ch t đ nó tăng thêm oK g i
là nhi t dung riêng c a ch t đó
Cáccông th c
a Tính nhi t l ng thu vào đ tăng nhi t đ t t1 t2: Q thu = mc(t 2 t 1 ) ( t 2 >t 1 )
b Tính nhi t l ng t a ra khi h nhi t t t2 t1: Q t a = mc ( t 1 t 2 ) (t 1 >t 2 )
c Ph ng trình cân b ng nhi t Q t a = Q thu
d Tính nhi t l ng thu vào khi nóng ch y và t a ra khi đông đ c NĐNC NĐĐĐ Q = m.
e Tính nhi t l ng thu vào khi hóa h i và t a ra khi ng ng t nhi t đ hóa h i NĐNT Q = m.L
f Tính nhi t lu ng t a ra khi đ t cháy nhiên li u Q = m.q
Đ n v c a các đ i l ng
Q là nhi t l ng đ n v J
m là kh i l ng đ n v kg
t là nhi t đ d n v là0C ho c0K ( 10C = 10K)
c là nhi t dung riêng đ n v J kg K
là nhi t nóng ch y đ n v J kg
L là nhi t hóa h i đ n v J kg
Q là năng su t t a nhi t c a nhiên li u đ n v là J kg
Hi u su t t a nhi t v i thu nhi t hi u su t c a đ ng c nhi t: 100%
tp
ich
Q
Q
-
Ỏhuyên đ : s trao đ i nhi t c a hai ch t và nhi u ch t ch a có s chuy n đ i ch t
I, Ki n th c c b n
1.Nhi t l ng v t thu vào (ch a có s chuy n đ i ch t)
m : là kh i l ng c a v t ( kg ) c : là nhi t dung riêng ( J Kg K/ )
t2 , t1 : là nhi t đ lúc sau và lúc đ u c a v t ( oC ) L u t2 t1
2.Nhi t l ng v t t a ra ch a có s chuy n đ i ch t)
m : là kh i l ng c a v t ( kg ) c : là nhi t dung riêng ( J Kg K/ )
2 1 ( )
Qm c t t
1 2 ( )
Qm c t t
Trang 2t
,
1
t
: là nhi t đ lúc sau và lúc đ u c a v t ( oC ) L u t1 t2
Ph ng trinh cân b ng nhi t
QThu : là t ng nhi t l ng thu vào QToa : là t ng nhi t l ng t a ra
4.Nhi t l ng cua m kg nhiên li u t a ra khi đ t cháy hoàn toàn
m : là kh i l ng c a nhiên li u (Kg)
q là năng su t t a nhi t c a nhiên li u
Q : là nhi t l ng nhiên li u t a ra
5 Hi u su t c a đ ng c nhi t ( ho c vi c s d ng nhi t)
- Qc ó ích : là nhi t l ng v t nh n vào đ tăng nhi t đ
- Qtoàn phân : là nhi t l ng mà ngu n nhi t cung c p chính do nhiên li u
cháy ho c v t khác t a ra )
Thu Toa
Q Q
Qq m
ó ích
àn ân
.100%
c
to ph
Q H Q
Trang 3Ỏhuyên đ 02 :
Cân b ng nhi t có s chuy n th
I, LÍ THUY T
1,Nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t nóng ch y hoàn toàn nhi t đ
nóng ch y
- m : là kh i l ng c a v t (Kg)
- : là nhi t nóng ch y c a ch t làm v t (J/Kg)
- Q : là nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t nóng ch y hoàn toàn nhi t
đ nóng ch y (J)
2,Nhi t l ng v t t a ra đ m kilogam v t nóng ch y hoàn toàn nhi t đ
nóng ch y
- m : là kh i l ng c a v t (Kg)
- : là nhi t đông đ c c a ch t làm v t (J/Kg)
- Q : là nhi t l ng v t t a ra đ m kilogam v t đông đ c hoàn toàn nhi t đ đông đ c (J)
3,Nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t hóa h i hoàn toàn nhi t đ hóa h i
- m : là kh i l ng c a v t (Kg)
- L : là nhi t hóa h i c a ch t làm v t (J/Kg)
- Q : là nhi t l ng v t thu vào đ m kilogam v t hóa h i hoàn toàn nhi t đ hóa h i J
4,Nhi t l ng v t t a ra đ m kilogam v t ng ng t hoàn toàn nhi t đ ng ng t
m : là kh i l ng c a v t (Kg)
- L : là nhi t ng ng t c a ch t làm v t (J/Kg)
- Q : là nhi t l ng v t t a ra đ m kilogam v t đông đ c hoàn toàn nhi t đ đông đ c (J)
BÀI ở P
1 Đun nóng kg đ ng nhi t đ 0C đ n nóng ch y hoàn toàn
a Xác đ nh nhi t l ng c n thi t đ th c hi n quá trình trên
b Nhi t l ng trên đ c cung c p b i m t l ng than c i Cho bi t hi u su t c a b p than c i này là Xác đ nh l ng than c i c n dùng
Bi t nhi t nóng ch y c a đ ng là 5J kg đ ng nóng ch y nhi t đ 0C năng su t t a nhi t c a than c i là 6J/kg
Qm
Q.m
Q = L.m
QL m
Trang 4Gi i:
a Nhi t l ng dùng đ đun nĩng đ ng t 380C đ n 10830C:
Q1 = m.c (t2– t1) = 10.380.( 1083 – 38) = 3971000J
Nhi t l ng cung c p cho 10kg đ ng nĩng ch y hồn tồn nhi t đ nĩng ch y:
Q2 = m = 10.1,8.105 = 18.105J
Nhi t l ng cung c p cho c quá trình :
Q = Q1 + Q2 = 3971000J + 1800000J = 5771000J
11275 , 1 / 10
10
14427500
'
14427500 4
, 0 5771000
kg J
J q
Q
m
J
J Q
H
Q Q
tp
tp
ci tp
: chảy nóng độ nhiệt ở toàn hoàn chảy nóng trên nói đồng lượng nấu để dùng cần
củi
Lượng
: ra tỏa củi cháy đốt lượng nhiệt là phần toàn
lượng
Nhiệt
Q
Q H : thức công
Theo
b
tp ci
2 Đun kg n c đá -100C đ n sơi
a Tính nhi t l ng c n cung c p cho l ng n c nĩi trên
b V i l ng c i than kg cĩ th th c hi n quá trình trên đ c khơng Bi t hi u su t c a b p là năng su t t a nhi t c a than c i là 10.106J/kg
c/ Tính nhi t l ng c n cung c p cho kg n c tăng nhi t đ t - C bi n thành h i
Gi i:
a,b/ Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c đá -100C đ n 00C:
Q1 = m.c1 ( t2– t1) = 15.1800.[ 0 – (-10)] = 270000J
Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c đá nĩng ch y hồn tồn 00C:
Q2 = m = 15.3,4.105 = 5100000J
Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c t ng nhi t đ t 00C đ n 1000C:
Q3 = m.c2.( t3– t2) = 15.4200.(100 – 0) = 6300000J
Nhi t l ng c n cung c p cho 15kg n c đá t -100C đ n sơi:
Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = 270000J + 5100000J + 6300000J = 11670000 J
Nhi t l ng do đ t cháy than c i t a ra là nhi t l ng tồn ph n:
J J
H
Q Q Q
Q
toa
thu
23340000 5
, 0
11670000
:
thức
công
Theo
Nhi t l ng t a ra khi đ t cháy 1,5kg than c i: Q’t a = q.m = 10.106.1,5 = 15000000J
Ta th y Q’t a < Qt a V y v i 1,5kg than c i thì khơng th c hi n đ c quá trình này
c/ Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c t ng nhi t đ t -200C đ n 00C
Q1 = m.c1.( t2–t1) = 1.1800.{ 0 – (-20)] = 36000J
Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c đá nĩng ch y hồn tồn nhi t đ nĩng ch y:
Q2 = m = 3,4.105.1 = 340000J
Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c t ng nhi t đ t 00C đ n sơi 1000C:
Q3 = m.c2.(t3 –t2 ) = 1.42000.(100 – 0) = 42000J
Nhi t l ng c n cung c p cho 1kg n c hĩa h i hồn tồn nhi t đ sơi:
Q4 = L.m = 2.3.106.1 = 2300000J
Nhi t l ng c n cung c p đ th c hi n quá trình trên:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 36kJ + 340kJ + 420kJ + 2300kJ = 3096kJ
Trang 53 D n g h i n c vào bình cách nhi t đ ng n c đá -40C N c đá tan hoàn toàn và lên đ n 0C
a Tìm kh i l ng n c đá có trong bình Bi t nhi t nóng ch y c a n c đá là =3,4.105J kg nhi t hóa
h i c a n c là 6J kg nhi t dung riêng c a n c là c1 J kg K c a n c đá là c2 = 1800J/kg.K
b Đ t o nên g h i n c nhi t đ 0C t n c có nhi t đ ban đ u 0C b ng b p d u có hi u
su t H Tìm l ng d u c n dùng bi t năng su t t a nhi t c a d u là q 7J/kg
Gi i:
Nhi t l ng n c t a ra khi ng ng t 1000C và h nhi t t 1000C xu ng 100C:
Q1 = L.m1 + m1.c1 ( t1–t)
Nhi t l ng n c đá thu vào đ t ng nhi t đ t -40C đ n 00C sau đó nóng ch y hoàn toàn thành n c
00C và t ng nhi t đ t 00C đ n 100C:
Q2 = m2.c2 ( t3 – t2) + m2 + m2.c1.( t –t3)
Theo ph ng trình cân b ng nhi t, ta có:
L.m1 + m1.c1.(t1–t) = m2 { c2( t3– t2) + + c1.(t –t3)}
69 , 0 ) 0 10 (
4200 10
4 , 3 )}
4 ( 0 {
1800
) 0 100 (
4200 1 , 0 1 , 0 10 3 , 2 )
( )
.(
) (
5 6
3 1 2
3 2
1 1 1 1
t t c t
t
c
t t c m m L
b L ng d u c n dùng:
Nhi t l ng c n cung c p cho 100g n c t 200C bi n thành h i n c 1000C:
Qthu = m1.c1.( t1 – t4) + m1.L = 0,1.4200.(100 – 20) + 0,1.2,3.106 = 263,6.103J
Nhi t l ng do d u đ t cháy t a ra: Qt a = J
H
10 659 4
, 0
10 6 ,
q
Q
10 5 , 4
10 659
7
3
4* Đ xác đ nh nhi t đ c a m t b p lò ng i ta làm nh sau B vào lò m t kh i đ ng hình l p ph ng
có c nh a cm sau đó l y kh i đ ng b trên m t t ng n c đá 0C Khi có cân b ng nhi t m t trên
c a kh i đ ng chìm d i m t n c đá đo n b cm Bi t kh i l ng riêng c a đ ng là Do = 8900kg/m3, nhi t dung riêng c a đ ng co J kg k nhi t nóng ch y c a n c đá = 3,4.105J kg K kh i l ng riêng c a n c đá D kg m3 Gi s n c đá ch tan có d ng hình h p có ti t di n bàng ti t di n kh i
đ ng
Gi i:
Cho bi t: a = 2cm = 2.10-2m b= 1cm = 1.10-2m
Do = 8900kg/m3 D = 900kg/m3
= 3,4.105J/kg co = 400J/kg.K
t2 = 00C t1 =?
Nhi t l ng đ ng t a ra khi h nhi t t t1xu ng t2:
Qt a = mđ.co.( t1– t2) Trong đó : mđ = Do.Vđ = Do.a3
Nhi t l ng n c đá thu vào khi nóng ch y: Q thu = mn c = D.a2( a + b)
Vì xem hai v t ch trao đ i nhi t cho nhau nên ta có: Qt a = Qthu
Hay : Do.a3.co ( t1-t2) = D.a2.(a +b)
C m
K kg J m kg
kg J m
m kg a
c
D
b a
D
5 2
3
0 0
10 2 / 400 / 8900
/ 10 4 , 3 10 )
1 2 (
/ 900
)
.(
V y nhi t đ ban đ u c a th i đ ng là 128,90C
Trang 65* M t th i h p kim chì k m có kh i l ng g nhi t đ 0C đ c th vào m t nhi t l ng k có nhi t dung J đ ch a lít n c 0C Nhi t đ khi cân b ng là 0C Tìm kh i l ng chì k m có trong h p kim Bi t nhi t dung riêng c a chì k m l n l t là J kg K J kg k và nhi t dung riêng
c a n c là J kg K
Gi i:
Cho bi t: mhk = 500g = 0,5kg t1 = 1200C
mn c = 1kg t2 = 200C
m3.c3 = 300J/đ t = 220C
cc = 130J/kg.K ck = 400J/kg.K
cn c = 4200J/kg.K
mc và mk =?
G i mc và mk l n l t là kh i l ng c a chì và k m có trong h p kim Ta có:
mc + mk = mhk = 0,5kg (1)
M c khác, h p kim chì k m t a nhi t còn nhi t l ng k và n c thu nhi t Do đó khi cân b ng nhi t , ta có:
(mc.cc + mk.ck )(t1 – t) = (m3.c3 + mn c.cn c)( t – t2)
(2)
) (
) )(
(
1
2 3
k k
c
t t
t t c m c m c m
c
m
Gi i ph ng trình (1) và (2) ta đ c: mc = 407,4g ; mk = 92,6g
6* M t thau nhôm có kh i l ng kg đ ng kg n c nhi t đ 0C
a Th vào thau n c m t th i đ ng có kh i l ng g l y lò ra N c nóng đ n 0C Tìm nhi t đ
c a b p lò Bi t nhi t dung riêng c a nhôm n c đ ng l n l t là c1 = 800J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K ; c3 =
J kg K b qua s trao đ i nhi t ra môi tr ng
b Th c ra trong tr ng h p này nhi t l ng t a ra môi tr ng là Tìm nhi t đ th c c a b p lò
c N u ti p t c b vào thau n c m t c c n c đá có kh i l ng g 0C N c đá tan h t không Tìm nhi t đ cu i cùng c a h th ng ho c l ng n c đá còn sót l i n u nó không tan h t Bi t nhi t nóng ch y c a n c đá là = 3,4.105J/kg
Gi i:
a G i t0C là nhi t đ c a b p lò c ng là nhi t đ ban đ u c a th i đ ng
Nhi t l ng thau nhôm nh n đ c đ t ng nhi t đ t t1 = 200C đ n t2= 21,20C
Q1 = m1.c1.( t2– t1)
Nhi t l ng n c nh n đ c đ t ng nhi t đ t t1đ n t2: Q2 = m2.c2.(t2 – t1)
Nhi t l ng kh i đ ng t a ra đ h nhi t t t0C xu ng 21,20C: Q3 = m3.c3.( t – t2)
Do b qua m t mát nhi t, theo ph ng trình cân b ng nhi t ta có:
Q3 = Q1 + Q2 m3.c3.(t – t2) = ( m1.c1 + m2.c2)(t2–t1)
C c
m
t c m t t c m c
m
3 3
2 3 3 1 2 2 2 1
380 2 , 0
2 , 21 380 2 , 0 ) 20 2 , 21 )(
4200 2 880 5 , 0 (
) )(
(
b Th c t do s t a nhi t ra môi tr ng nên ta có:Qthu = 90%Qt a
Q1 + Q2 = 90% Q3 hay 0,9Q3 = Q1 + Q2
0,9.m3.c3 (t’ – t2) = (m1.c1 + m2.c2) ( t2 –t1)
C t
c m
t t c m c
m
3 3
1 2 2 2 1
9 , 0
) )(
(
c Nhi t l ng th i n c đá thu vào đ nóng ch y ho n toàn 00C
Q = m = 3,4.105.0,1 = 34000J
Trang 7Nhi t l ng c h th ng g m thau nhôm, n c, th i đ ng t a ra đ gi m nhi t đ t 21,20C xu ng 00C Q’= ( m1.c1 + m2.c2 + m3.c3)( 21,2 – 0) = ( 0,5.880 + 2.4200 + 0,2.380).21,2 = 189019,2J
Do nhi t l ng n c đá thu vào đ làm tan hoàn toàn nh h n nhi t l ng c a h th ng t a ra nên n c
đá tan h t và c h th ng t ng nhi t đ đ n t”
G i Q” là nhi t l ng th a l i d ng cho c h th ng t ng nhi t đ t 00C đ n t”0C
Q” = Q’ –Q = [ m1.c1 + (m2 + m).c2 + m3.c3].t”
C c
m c m m c
m
Q Q
3 3 2 2
1
1
6 , 16 380 2 , 0 4200 10 , 0 2 ( 880 5 , 0
34000 2
, 189109
)
(
'
7*.M t th i n c đá có kh i l ng m1 g -100C
a Tính nhi t l ng c n cung c p đ th i n c đá bi n thành h i hoàn toàn 0C Cho nhi t dung riêng c a n c đá c1 J kg K c a n c c2 J kg K nhi t nóng ch y c a n c đá 0C là = 3,4.105J kg nhi t hóa h i c a n c là L 6J/kg
b N u b th i n c đá trên vào sô nhôm ch a n c 0C Sau khi có cân b ng nhi t ng i ta th y
n c đá còn sót l i là g Tính l ng n c có trong sô lúc đ u Bi t sô nhôm có kh i l ng m2 = 100g và nhi t dung riêng c a nhôm là c3 = 880J/kg.K
Gi i:
a G i Q là nhi t l ng n c thu vào đ t ng nhi t đ t t1 = -100c đ n t2 = 00C:
Q1 = m1.c1.( t2– t1) = 0,2.1800.[0 – (-10)]= 3600J = 3,6kJ
Nhi t l ng n c đá thu vào đ nóng ch y hoàn toàn 00C:
Q2 = m1 = 3,4.105.0,2 = 68000J = 68kJ
Nhi t l ng n c thu vào đ t ng nhi t đ t 00C đ n 1000C:
Q3 = m1.c2.(t3–t2) = 0,2.4200.(100 – 0) = 84000J = 84kJ
Nhi t l ng n c thu vào đ hóa h i hoàn toàn 1000C:
Q4 = L.m1 = 2,3.106.0,2 = 460000J = 460kJ
Nhi t l ng t ng c ng c n cung c p đ n c đá -100C đ n khi hóa h i hoàn toàn 1000C
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 3,6kJ + 68kJ + 84kJ + 460kJ = 615,6kJ
b G i mxlà l ng n c đá đã tan thành n c khi b nó vào sô nhôm:
mx = 200 – 50 = 150g
Do n c đá không tan h t nên nhi t đ cu i cùng c a h th ng là 00C
Nhi t l ng mà toàn kh i n c đá nh n đ c đ t ng nhi t đ đ n 00C:
Q’ = m1.c1 (t2–t1) = Q1 = 3600J
Nhi t l ng mà mx kh i n c đá nh n đ c đ tan hoàn toàn:
Q” = mx = 0,15.3,4.105 = 51000J
Toàn b nhi t l ng này là do n c có kh i l ng M và sô nhôm t a ra đ gi m nhi t đ t 200C xu ng
00C
Q = ( M.c2 + m2.c3 )( 200 – 0) = (M.4200 + 0,1.880) 20
Theo ph ng trình cân b ng nhi t , ta có:Q = Q’ +Q”
Hay : ( M.4200 + 0,1.880).20 = 3600 + 51000 = 54600 M.4200 + 88 = 2730
kg
4200
88
8*.Môt b p d u dùng đ đun n c khi đun kg n c 0C thì sau phút n c sôi Bi t nhi t đ c cung c p m t cách đ u đ n
Trang 8a Tìm th i gian c n thi t đ cung c p l ng n c nói trên bay h i hoàn toàn Bi t nhi t dung riêng và nhi t hóa h i c a n c là c J kg K L 6J kg B qua s trao đ i nhi t v i đ dúng c a n c
b Gi i l i câu a n u tính đ n m nhôm có kh i l ng g có nhi t dung riêng 880J/kg.K
Gi i:
a Nhi t l ng n c thu vào đ t ng nhi t đ t t1 = 200C đ n sôi 1000C
Q1 = m1.c1.( t2– t1) = 1.4200.( 100 – 20) = 336000J = 336kJ
Nhi t l ng n c thu vào đ hóa h i hoàn toàn 1000C:
Q2 = L.m1 = 2,3.106.1 = 2300000J = 2300kJ
Do b p cung c p nhi t đ u đ n, Sau 10phút n c thu đ c nhi t l ng Q1
G i t’1 và t’2là th i gian đun n c.Th i gian đun đ n c thu đ c nhi t l ng Q2 là:
ph kJ
kJ t
Q
Q t
t
Q
t
Q
45 , 68 336
10 2300 '
'
'
2 2 2
2
1
Th i gian t ng c ng k t lúc đun n c đ n khi nó hóa h i hoàn toàn:
t’ = t’1+ t’2 = 10ph + 68,45ph = 78,45ph
b N u k đ n ph n nhi t l ng do m nhôm thu vào thì sau 10ph b p d u cung c p m t nhi t l ng: Q
= Q1 + Q’1 ( v i Q’ là nhi t l ng do m nhôm thu vào đ nó t ng nhi t đ t 200C đ n 1000C):
Q’1 = m2.c2 (t2– t1) = 0,2.880 (100 – 20) = 14080J = 14,08J
Q = Q1+Q’1 = 336kJ + 14,08kJ = 350,08kJ
K t lúc n c sôi, m nhôm không nh n thêm nhi t l ng n a ( vì nó không t ng nhi t đ ) Nhi t l ng
do b p d u cung c p v n là nhi t l ng Q2= 2300kJ Do đó th i gian đ b p cung c p nhi t l ng Q2 là:
ph Q
Q
t
8 , 0 350
2300 10 '
'
"
1
2
1
9*.Th m t qu c u b ng thép có kh i l ng m1 kg đ c nung t i nhi t đ 0C vào m t h n h p
n c đá 0C H n h p có kh i l ng t ng c ng là m2 = 2kg
a Tính kh i l ng n c đá có trong h n h p Bi t nhi t đ cu i cùng có trong h n h p là 0C Nhi t dung riêng c a thép c1 J kg K và c a n c là J kg K nhi t nóng ch y c a n c đá là = 3,4.105J/kg
b Th c ra trong quá trình trên có m t l p n c ti p xúc v i qu c u b hóa h i nên nhi t đ cu i cùng
c a h n h p ch là 0C Tính l ng n c đã hóa thành h i Cho bi t nhi t hóa h i c a n c L 2,3.106J/kg
Gi i:
Nhi t l ng do qu c u thép t a ra khi h nhi t t 6000C xu ng 500C
Q1 = m1.c1.( 600 – 50) = 2.4200.550 = 506000J
G i mxlà l ng n c đá có trong h n h p Nhi t l ng n c đá nh n đ c đ nóng ch y hoàn toàn 00C:
Qx = mx
Nhi t l ng c h n h p nh n đ c đ t ng nhi t đ t 00C đ n 500C là :
Q2 = m2.c2.( 50 – 0) = 2.4200.50 = 420000J
Theo ph ng trình cân b ng nhi t , ta có: Qx + Q2 = Q1 Hay:
mx + 420000 = 506000 => mx = 0,253kg 253g
10 4 , 3
86000 42000
506000
b G i mylà l ng n c đã hóa thành h i Theo bài toán ta có:
Nhi t l ng do qu c u thép cung c p dùng đ làm nóng ch y hoàn toàn mx gam n c đá 00C, nâng nhi t đ c a h n h p t 00C đ n 480C; nâng my gam n c t 480C đ n 1000C và hóa h i 1000C Do đó:
Q1 = Qx + m2.c2.( 48 – 0) + my.c2.(100 – 48) + my.L
Trang 9Hay: my[ c2.52 + L] = Q1 – Qx– m2.c2.48
= 506000 – 86000 – 2.4200.48 = 16800J
my = 0,0067kg 6,7g
10 3 , 2 52 4200
16800
thay vì 500C đ c dùng đ làm t ng my gam n c t 480C đ n 1000C và hĩa h i hồn tồn 1000C Ngh a
là ta cĩ ph ng trình cân b ng nhi t nh sau:
m2.c2.(50 – 48) = my.c2.( 100 – 48) +my.L
m2.c2.2 = my.( c2.52 + L) =>my = m c 0,0067kg 6,7g
10 3 , 2 54 4200
2
6 2
10*.Trong m t bình đ y kín cĩ m t cúc n c đá kh i l ng M kg n i trên n c trong c c n c đá
cĩ m t viên chì cĩ kh i l ng g H i ph i t n m t nhi t l ng bao nhiêu đ c c chì b t đ u chìm xu ng
n c
Bi t kh i l ng riêng c a chì là g cm3 c a n c đá là g cm3 nhi t nĩng ch y c a n c là 3,4.105J kg nhi t đ n c trung bình là 0C
Gi i:
c c chì b t đ u chìm thì khơng c n tồn b c c n c đá tan h t, ch c n kh i l ng riêng trung bình
c a n c đá và chì b ng kh i l ng riêng c a n c
G i M1là kh i l ng cịn l i c a c c n c đá khi b t đ u chìm
Dhhlà kh i l ng riêng trung bình c a n c đá và chì
V là th tích c a c c n c đá và chì
m là kh i l ng c a viên chì
c c n c đá cĩ viên chì b t đ u chìm, ta cĩ:
g D
D D
D D D m
M
D
m D
M D
m
D
M D
m D
V
m M D
D
chi nuocda nuoc
nuocda nuoc
chi
chi nuocda nuoc
nuocda chi
nuoc nuoc
hh
41 3 , 11 )
9 , 0 1 (
9 , 0 )
1 3 , 11 (
5 )
(
)
.(
) (
1
1 1
M
:
đó
Do
V : có ta khác, Mặc
1
Kh i l ng n c ph i tan: M’ = M – M1 = 100g – 41g = 59g
Nhi t l ng c n dùng: Q = M’ = 3,4.105.59.10-3 = 200600J
11*.Cĩ hai bình cách nhi t Bình th nh t ch a lít n c nhi t đ t1 = 600C bình th hai ch a lít n c nhi t đ t2 = 200C Đ u tiên rĩt m t ph n n c t bình th nh t sang bình th hai sau khi trong bình
th hai đã đ t cân b ng nhi t ng i ta l i rĩt tr l i t bình th hai sang bình th nh t m t l ng n c
đ cho trong hai bình cĩ dung tích n c b ng lúc ban đ u Sau các thao tác đĩ nhi t đ n c trong bình
th nh t là t 1 = 590C H i đã rĩt bao nhiêu n c t bình th nh t sang bình th hai và ng c l i
Gi i:
Do chuy n n c t bình 1 sang bình 2 và t bình 2 sang bình 1 Giá tr kh i l ng n c trong m i bình
v n nh c , cịn nhi t đ trong bình th 1 h xu ng 1 l ng t1
t1 = 600C – 590C = 10C
Trang 10V y n c trong bình đã m t đi m t nhi t l ng : Q1 = m1.c t1
Nhi t l ng trên đã truy n sang bình 2 Do đĩ:
m2.c t2 = Q1 = m1.c t1 (1) (t2 là đ bi n thiên nhi t đ trong bình 2)
T (1) ta cĩ: t2 = t C
m
1 2
1
5
Nh v y khi chuy n m t l ng n c m t bình 1 sang bình 2 nhi t đ n c trong bình 2 là:
t’2 = t2 + t2 = 20 +5 = 250C
Theo ph ng trình cân b ng nhi t ta cĩ:
kg
kg t
t
t t m m t
t c m t
t
c
m
7
1 : là 1 bình sang 2 bình từ và 2 bình sang 1 bình từ rót đã nước
lượng
Vậy
7
1 25 60
20 25 1 '
' )
' ( )
'
(
2 1
2 2 2 2
2 1 2
12* M t kh i n c đá cĩ kh i l ng m1 kg nhi t đ -50C
a Tính nhi t l ng c n cung c p cho kh i n c đá trên bi n thành h i hồn tồn 0C Cho bi t nhi t dung riêng c a n c đá là c1 J kg K c a n c là J kg K nhi t nĩng ch y c a n c đá là = 3,4.105J kg nhi t hĩa h i c a n c là 6J/kg
b N u b kh i đá trên vào sơ nhơm ch a n c 0C sau khi cân b ng nhi t ng i ta th y cịn sĩt l i
g n c đá ch a tan h t Tính l ng n c cĩ trong sơ nhơm Bi t sơ nhơm cĩ kh i l ng m2 = 500g và nhi t dung riêng c a nhơm là J kg K
Gi i:
a Nhi t l ng Q1n c thu vào đ t ng nhi t đ t -50c đ n 00C:
Q1 = m1.c1.( t2– t1) = 2.1800.[ 0 –(-5)] = 18000J = 18kJ
Nhi t l ng Q2 n c đá thu vào đ nĩng ch y hồn tồn:
Q2 = m = 3,4.105.2 = 6,7.105J = 680kJ
Nhi t l ng Q3 n c thu vào đ t ng nhi t đ t 00C đ n 1000C:
Q3 = m1.c2.( t3– t2) = 2.4200.( 100 – 0) = 840000J = 840kJ
Nhi t l ng Q4 n c thu vào đ hĩa h i hồn tồn 1000C
Q4 = L.m1 = 2,3.106.2 = 4600000J = 4600kJ
Nhi t l ng t ng c ng đ n c đá -50C bi n thành h i hồn tồn 1000C:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 18kJ + 680kJ + 840kJ + 4600 = 6138kJ
b G i mxlà l ng n c đá đã tan thành n c: mx = 2 - 0,1 = 1,9kg
Do n c đá khơng tan h t nên nhi t đơ cu i cùng c a h th ng là 00C
Nhi t l ng kh i n c nh n vào đ t ng nhi t đ đ n 00C: Q1 = 18000J
Nhi t l ng mxkg n c đá tan hồn tồn 00C:
Qx = mx = 1,9.3,4.106 = 646000J
Nhi t l ng này do n c ( cĩ kh i l ng M) và sơ nhơm ( cĩ kh i l ng m3) cung c p do gi m nhi t t
500C xu ng 00C Do đĩ;
Q = ( M.c2 + m3.c3)( 50 – 0) = ( M.4200 + 0,5.880).50
Theo ph ng trình cân b ng nhi t ta cĩ:
Q = Q1 + Qx Hay ( M.4200 + 0,5.880).50 = 18000 + 646000 => M = 3,05kg
13* a M t ng nghi m hình tr đ ng n c đá đ n đ cao h1 cm m t ng nghi m khác cĩ cùng ti t
di n đ ng n c nhi t đ 0C đ cao h2 cm Ng i ta rĩt h t n c trong ng nghi m th hai vào
ng nghi m th nh t Sau khi cân b ng nhi t m c n c trong ng nghi m cao dâng thêm m t đo n
h1 cm so v i lúc v a rĩt xong Tính nhi t đ ban đ u c a n c đá bi t nhi t dung riêng c a n c