1 SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN CẦN THIẾT CHƯƠNG NHIỆT HỌC - LÍ LỚP 12 phần 2 docx

Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp... Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài... Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp... Bỏ qua sự trao đổ

1 SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN CẦN THIẾT CHƯƠNG

NHIỆT HỌC - LÍ LỚP 12

Câu 2 : một nhiệt lượng kế khối lượng m1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g

đã được nung nóng tới 1000C Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240

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 : c1 = 460 J/kg độ , c2 = 4200 J/kg độ ,

c3 = 900 J/kg độ , c4= 230 J/kg độ

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Câu 2: (5 đ)

Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra là :

Nhôm : Q3 = m3.C3.(t2- t )

Thiếc : Q4= m4.C4.( t2- t )

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ

Nhiệt lượng kế : Q1 = m1.C1.(t - t1 )

Nước : Q2= m2.C2.( t - t1 )

Khi cân bằng nhiệt : Q1 + Q2= Q3+ Q4

m1.C1.(t - t1 ) + m2.C2.( t - t1 ) = m3.C3.(t2- t ) + m4.C4.( t2- t )

 m3.C3 + m4.C4 =

t t

t t C m C m







2

1 2 2 1

(

=

24 100

) 20 24 )(

4200 6 , 0 460 12 , 0 (







= 135,5

 m3+ m4 = 0,18

m3.900 + m4 230 = 135,5

Giải ra ta có m3= 140 g ; m4 = 40 g

V ậy kh ối l ượng của nhôm l à 140 gam kh ối l ượng của thiếc l à 40 gam

Bài 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

9

2,75đ

- Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có:

mc + mk = 0,05(kg) (1)

- Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q = m c (136 - 18) = 15340m 1 c c c

;

Q = m c (136 - 18) = 24780m 2 k k k

- Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là:

Q = m c (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) 3 n n   ;

Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) 4 

- Phương trình cân bằng nhiệt: Q + Q = Q + Q 1 2 3 4 

15340mc + 24780mk = 1098,4

0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 0,25

(2)

- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc  0,015kg; mk 

0,035kg

Đổi ra đơn vị gam: mc  15g; mk  35g

Câu 4 : một nhiệt lượng kế khối lượng m1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g

đã được nung nóng tới 1000C Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240

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 : c1 = 460 J/kg độ , c2 = 4200 J/kg độ ,

c3 = 900 J/kg độ , c4= 230 J/kg độ

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

Câu 4 : (5 đ)

Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra là :

Nhôm : Q3 = m3.C3.(t2- t )

Thiếc : Q4= m4.C4.( t2- t )

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ

Nhiệt lượng kế : Q1 = m1.C1.(t - t1 )

Nước : Q2= m2.C2.( t - t1 )

Khi cân bằng nhiệt : Q1 + Q2= Q3+ Q4

m1.C1.(t - t1 ) + m2.C2.( t - t1 ) = m3.C3.(t2- t ) + m4.C4.( t2- t )

 m3.C3 + m4.C4 =

t t

t t C m C m







2

1 2 2 1

(

=

24 100

) 20 24 )(

4200 6 , 0 460 12 , 0 (







= 135,5

 m3+ m4 = 0,18

m3.900 + m4 230 = 135,5

Giải ra ta có m3= 140 g ; m4 = 40 g

V ậy kh ối l ượng của nhôm l à 140 gam kh ối l ượng của thiếc l à 40 gam

Bài 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

14

2,75đ

- Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có:

mc + mk = 0,05(kg) (1)

- Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q = m c (136 - 18) = 15340m 1 c c c

;

Q = m c (136 - 18) = 24780m 2 k k k

- Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là:

Q = m c (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) 3 n n   ;

Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) 4 

0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,50 0,25

- Phương trình cân bằng nhiệt: Q + Q = Q + Q 1 2 3 4 

15340mc + 24780mk = 1098,4 (2)

- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc  0,015kg; mk 

0,035kg

Đổi ra đơn vị gam: mc  15g; mk  35g

0,50 0,25

Bài 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 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:

m1 = Dn V1 = 5 (kg) ; m2 =Dn.V2= 1(kg)

(0,25đ)

Do chuyển nước từ bình 1 sang bình 2 và từ bình 2 sang bình 1 Giá

trị khối lượng

nước trong các bình vẫn như cũ, còn nhiệt độ trong bình thứ nhất hạ

xuống một lượng:

0 0 0

   

(0,25đ)

Như vậy nước trong bình 1 đã bị mất một nhiệt lượng:

Q1 = m1 c t1

(0,25đ)

Nhiệt lượng này đã được truyền sang bình 2 Do đó theo phương trình

cân bằng

nhiệt ta có: m2 c t2 = m1 c t1 trong đó t2 là độ biến thiên nhiệt độ

trong bình 2 (0,5đ)

2

5

1

m

m

    

(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:

t'2 =t2 +t2 = 20 + 5 = 250C

(0,25đ)

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

m c (t1 - t'2) = m1c (t'2 - t2)

(0,5đ)

2

t t

t t

 

(0,25đ)

Vậy khối lượng nước đã rót: m =1

7kg

Câu 2 : một nhiệt lượng kế khối lượng m1 = 120 g , chứa một lượng

nước có khối lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả

vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g

đã được nung nóng tới 1000C Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240

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 : c1 = 460 J/kg độ , c2 = 4200 J/kg độ ,

c3 = 900 J/kg độ , c4= 230 J/kg độ

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

Câu 2: (5 đ)

Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra là :

Nhôm : Q3 = m3.C3.(t2- t )

Thiếc : Q4= m4.C4.( t2- t )

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ

Nhiệt lượng kế : Q1 = m1.C1.(t - t1 )

Nước : Q2= m2.C2.( t - t1 )

Khi cân bằng nhiệt : Q1 + Q2= Q3+ Q4

m1.C1.(t - t1 ) + m2.C2.( t - t1 ) = m3.C3.(t2- t ) + m4.C4.( t2- t )

 m3.C3 + m4.C4 =

t t

t t C m C m







2

1 2 2 1

(

=

24 100

) 20 24 )(

4200 6 , 0 460 12 , 0 (







= 135,5

 m3+ m4 = 0,18

m3.900 + m4 230 = 135,5

Giải ra ta có m3= 140 g ; m4 = 40 g

V ậy kh ối l ượng của nhôm l à 140 gam kh ối l ượng của thiếc l à 40 gam

Bài 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

9

2,75đ

- Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có:

mc + mk = 0,05(kg) (1)

- Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q = m c (136 - 18) = 15340m 1 c c c

;

Q = m c (136 - 18) = 24780m 2 k k k

- Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là:

Q = m c (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) 3 n n   ;

Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) 4 

- Phương trình cân bằng nhiệt: Q + Q = Q + Q 1 2 3 4 

15340mc + 24780mk = 1098,4 (2)

- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc  0,015kg; mk 

0,035kg

Đổi ra đơn vị gam: mc  15g; mk  35g

0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 0,25

Câu 4 : một nhiệt lượng kế khối lượng m1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g

đã được nung nóng tới 1000C Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240

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 : c1 = 460 J/kg độ , c2 = 4200 J/kg độ ,

c3 = 900 J/kg độ , c4= 230 J/kg độ

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

Câu 4 : (5 đ)

Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra là :

Nhôm : Q3 = m3.C3.(t2- t )

Thiếc : Q4= m4.C4.( t2- t )

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ

Nhiệt lượng kế : Q1 = m1.C1.(t - t1 )

Nước : Q2= m2.C2.( t - t1 )

Khi cân bằng nhiệt : Q1 + Q2= Q3+ Q4

m1.C1.(t - t1 ) + m2.C2.( t - t1 ) = m3.C3.(t2- t ) + m4.C4.( t2- t )

 m3.C3 + m4.C4 =

t t

t t C m C m







2

1 2 2 1

(

=

24 100

) 20 24 )(

4200 6 , 0 460 12 , 0 (







= 135,5

 m3+ m4 = 0,18

m3.900 + m4 230 = 135,5

Giải ra ta có m3= 140 g ; m4 = 40 g

V ậy kh ối l ượng của nhôm l à 140 gam kh ối l ượng của thiếc l à 40 gam

Bài 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

14

2,75đ

- Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có:

mc + mk = 0,05(kg) (1)

- Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q = m c (136 - 18) = 15340m 1 c c c

;

Q = m c (136 - 18) = 24780m 2 k k k

- Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là:

Q = m c (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) 3 n n   ;

Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) 4 

- Phương trình cân bằng nhiệt: Q + Q = Q + Q 1 2 3 4 

15340mc + 24780mk = 1098,4 (2)

- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc  0,015kg; mk 

0,035kg

Đổi ra đơn vị gam: mc  15g; mk  35g

0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 0,25

Bài 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