Hiệu suất của động cơ nhiệt Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa phần nhiệt lượng chuyển hóa thành công cơ học và nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra.. Hiệu[r]
Trang 1ÔN TẬP HỌC KÌ II – LÍ 8
A LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC
1 Công thức tính công
Công thức tính công cơ học khi lực F làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo phương của lực là A = F s
Trong đó : A là công của lực F, đơn vị của A là J, 1J=1Nm, 1kJ=1000J
F là lực tác dụng vào vật, đơn vị là N
s là quãng đường vật dịch chuyển, đơn vị là m (mét)
Trường hợp đặc biệt, lực tác dụng vào vật chính là trọng lực và vật di chuyển theo phương thẳng đứng thì công được tính A = P h
Trong đó : A là công của lực F, đơn vị của A là J
P là trọng lượng của vật, đơn vị là N
h là quãng đường vật dịch chuyển, đơn vị là m (mét)
2 Công suất
Công suất được xác định bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian
Công thức tính công suất :
A t
P
Trong đó : P là công suất, đơn vị W
(1W = 1J/s, 1kW = 1000W , 1MW = 1000 000W )
A là công thực hiện, đơn vị J
t là thời gian thực hiện công đó, đơn vị s (giây)
3 Cơ năng
Khi vật có khả năng sinh công, ta nói vật có cơ năng
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất, hoặc so với một
vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn Vật có khối lượng càng lớn và càng cao thì thế năng hấp dẫn của vật càng lớn
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn
Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng
Cơ năng của một vật bằng tổng thế năng và động năng của nó
4 Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng
Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không đổi Ta nói cơ năng được bảo toàn
5 Các chất được cấu tạo như thế nào?
Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là nguyên tử, phân tử
Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách
Trang 26 Nguyên tử, phân tử chuyển động hay đứng yên?
Các nguyên tử, phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng
Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh
7 Hiện tượng khuếch tán
Khi đổ hai chất lỏng khác nhau vào cùng một bình chứa, sau một thời gian hai chất lỏng tự hòa lẫn vào nhau Hiện tượng này gọi là hiện tượng khuếch tán
Có hiện tượng khuếch tán là do các nguyên tử, phân tử có khoảng cách và chúng luôn chuyển động hỗn độn không ngừng
Hiện tượng khuếch tán xảy ra càng nhanh khi nhiệt độ càng tăng
8 Nhiệt năng
Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật
Nhiệt năng của vật có thể thay đổi bằng hai cách:
Thực hiện công
Truyền nhiệt
c) Nhiệt lượng
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi
- Đơn vị của nhiệt năng là Jun (kí hiệu J)
9 Dẫn nhiệt
Nhiệt năng có thể truyển từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác bằng hình thức dẫn nhiệt
Chất rắn dẫn nhiệt tốt Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất
Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém
10 Đối lưu
Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng và chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí
11 Bức xạ nhiệt
Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi theo đường thẳng
Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không
12 Công thức tính nhiệt lượng
a) Nhiệt lượng của một vật thu vào phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi
- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật
b) Công thức tính nhiệt lượng
Công thức tính nhiệt lượng thu vào : Qm.c t
Q : Nhiệt lượng vật thu vào, đơn vị J.
m : Khối lượng của vật, đơn vị kg
t : Độ tăng nhiệt độ, đơn vị 0C hoặc 0
K (Chú ý: t t2 t1)
c : Nhiệt dung riêng, đơn vị J/kg.K
Trang 3 Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1kg chất đĩ tăng thêm 1 C 0
B ng nhi t dung riêng c a m t s ch t ả ệ ủ ộ ố ấ
Chất Nhiệt dung riêng(J/kg.K) Chất Nhiệt dung riêng(J/kg.K)
13 Nguyên lí truyền nhiệt
Khi cĩ hai vật truyền nhiệt cho nhau thì:
- Nhiệt truyền từ vật cĩ nhiệt độ cao hơn sang vật cĩ nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau
- Nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào
14 Phương trình cân bằng nhiệt
Phương trình cân bằng nhiệt : Qtỏa ra Qthu vào
Chú ý:
Nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào được tính Qm.c t , trong đĩ t tcao tthấp
Trong tính tốn để gọn ta đặt nhiệt lượng tỏa ra và thu vào bằng Q và 1 Q 2
15 Nhiên liệu
Than, củi, dầu, xăng, khí đốt, … là nhiên liệu
16 Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu
Đại lượng vật lí cho biết nhiệt lượng tỏa ra khi 1kg nhiên liệu bị đốt cháy hồn tồn gọi là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu
Đơn vị của năng suất tỏa nhiệt là J/kg
B ng n ng su t t a nhi t c a m t s nhiên li u ả ă ấ ỏ ệ ủ ộ ố ệ
Chất Năng suất tỏa nhiệt (J/kg) Chất Năng suất tỏa nhiệt (J/kg)
17 Cơng thức tính nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra
Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu bị đốt cháy hồn tồn là: Q q.m
Trong đĩ: Q là nhiệt lượng tỏa ra (J)
q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)
m là khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hồn tồn (kg)
Trang 4Từ công thức Q q.m suy ra các công thức
Q q
m ;
Q m
q .
18 Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Cơ năng, nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác
Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng : Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi; nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác
19 Động cơ nhiệt
Động cơ nhiệt là động cơ trong đó, một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hóa thành cơ năng
20 Hiệu suất của động cơ nhiệt
Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa phần nhiệt lượng chuyển hóa thành công cơ học và nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra Hiệu suất của động cơ nhiệt :
A
H = Q
Trong đó : Q là nhiệt lượng của nhiên liệu khi bị đốt cháy (J)
A là phần công có ích do máy tạo ra (J)
H là hiệu suất động cơ nhiệt (%)
Một số công thức thường sử dụng
m D.V ;
m V D
;
m D V
(với m : khối lượng (kg); D : khối lượng riêng (kg / m ); V thể tích (3 3
m ))
s v.t ;
s v t
;
s t v
(với s : quãng đường (m); v : vận tốc (m/s); t : thời gian (s))
Trang 5B BÀI TẬP – ĐỀ THI
ĐỀ 1
Câu 1 Phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Cho ví dụ về sự
biểu hiện của định luật trên trong các hiện tượng cơ và nhiệt đã học
Câu 2 Công suất là gì? Viết công thức tính công suất? Cho biết tên của các đại
lượng trong công thức và đơn vị đo?
Câu 3 Một ấm nhôm có khối lượng 400g chứa 1 lít nước Tính nhiệt lượng tối
thiểu cần thiết để đun sôi nước trong ấm Cho nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là c1 880J/kg.K và c2 4200J/kg.K Nhiệt độ ban đầu của nước
là 24 C0 .
Câu 4 Nói nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K có nghĩa là gì? Nếu cung
cấp cho 1kg nước một nhiệt lượng là 21000J thì nước nóng lên thêm bao nhiêu độ?
Câu 5 Tính hiệu suất động cơ một ôtô biết rằng khi ôtô chuyển động với vận tốc
72km/h thì động cơ có công suất 20kW và tiêu thụ 20 lít xăng để chạy 200km Cho khối lượng riêng của xăng là 700kg / m3.
ĐỀ 2
Câu 1 Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng Nêu ví dụ về sự chuyển hóa từ dạng
cơ năng này sang dạng cơ năng khác
Câu 2 Viết công thức tính nhiệt lượng và nêu tên, đơn vị của các đại lượng có
mặt trong công thức?
Câu 3 Một bếp dầu hỏa có hiệu suất 30%.
a) Tính nhiệt lượng có ích và nhiệt lượng hao phí khi dùng hết 30g dầu? b) Với lượng dầu trên có thể đun sôi bao nhiêu kilogam nước có nhiệt độ ban đầu là 30 C0 ?
Cho biết năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 44.106J/kg.
Câu 4 Em hiểu như thế nào khi nói công suất cơ của một chiếc quạt máy là
35W? Tính công thực hiện được của chiếc quạt máy đó trong 1 giờ?
Câu 5 Một học sinh thả 300g chì ở 100 C vào 250g nước ở 0 58,5 C làm cho0 nước nóng tới 60 C 0
Trang 6a) Hỏi nhiệt độ của chì ngay khi có cân bằng nhiệt?
b) Tính nhiệt lượng nước thu vào biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
c) Tính nhiệt dung riêng của chì
ĐỀ 3
Câu 1 Phát biểu nguyên lí truyền nhiệt.
Câu 2 Động cơ nhiệt là gì? Chỉ ra một vài động cơ nhiệt mà em biết?
Câu 3 Tại sao về mùa đông, nếu mặc nhiều áo mỏng ta sẽ có cảm giác ấm hơn
so với mặc một chiếc áo dày?
Câu 4 Thả một quả cầu nhôm có khối lượng 0,2kg đã được nung nóng tới
0
100 C vào một cốc nước ở 20 C Sau một thời gian nhiệt độ của quả cầu và0 nước đều bằng 27 C Coi như chỉ có quả cầu và nước trao đổi nhiệt với nhau.0 Biết nhiệt dung riêng của nhôm là c1 880J/kg.K và của nước là c2 4200 J/kg.K Hãy tính:
a) Nhiệt lượng do quả cầu tỏa ra
b) Khối lượng nước trong cốc
Câu 5 Động cơ của một máy bay có công suất 2.10 W và hiệu suất 30% Hỏi6 với một tấn xăng, máy bay có thể bay được bao lâu? Năng suất tỏa nhiệt của xăng là 4,6.10 J/kg.7
ĐỀ 4
Câu 1 Tại sao có hiện tượng khuếch tán? Hiện tượng khuếch tán xảy ra nhanh
hơn hay chậm đi khi nhiệt độ tăng?
Câu 2 Viết công thức tính nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra? Cho biết
tên các đại lượng trong công thức và đơn vị đo
Câu 3 Tại sao trong ấm điện dùng để đun nước, dây đun được đặt ở dưới, gần
sát đáy ấm mà không được đặt ở trên?
Câu 4 Dùng bếp dầu để đun sôi 15 lít nước từ 25 C 0
a) Tính nhiệt lượng có ích khi đun nước
b) Tính lượng dầu cần thiết để đun nước
Biết hiệu suất của bếp là 50% Cho năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 44.106 J/kg, nhiệt dung riêng của nước là c 4200 J/kg.K
Câu 5 Một máy bay trực thăng khi cất cánh lên thẳng, động cơ tạo ra một lực
phát động 1200N, sau 150 giây máy bay đạt độ cao 650m Tính công suất của động cơ máy bay
ĐỀ 5
Trang 7Câu 1 Nhiệt năng của một vật là gì? Có mấy cách làm thay đổi nhiệt năng? Tìm
một ví dụ cho mỗi cách
Câu 2 Viết phương trình cân bằng nhiệt Dùng phương trình cân bằng nhiệt để
tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ phòng 25 C 0
Câu 3 Vì sao phích (bình thủy) lại được chế tạo hai lớp vỏ thủy tinh?
Câu 4 Tính hiệu suất của một bếp dầu, biết rằng phải tốn 150g dầu mới đun sôi
được 4,5 lít nước ở 20 C ?0
Câu 5 Một thỏi sắt có khối lượng m 2,5kg được nung nóng tới 150 C Nếu0 thỏi sắt nguội đến 50 C thì nó tỏa ra nhiệt lượng là bao nhiêu? Cho biết nhiệt0 dung riêng của sắt là c 460 J/kg.K
ĐỀ 6
Câu 1 Kể ra các cách truyền nhiệt mà em biết? Nêu hình thức truyển nhiệt chủ
yếu của chất rắn, chất lỏng, chất khí và trong chân không
Câu 2 Viết công thức tính hiệu suất của động cơ nhiệt Cho biết tên các đại
lượng trong công thức và đơn vị đo
Câu 3 Tại sao lưỡi cưa bị nóng lên khi cưa lâu? Nguyên nhân nào dẫn đến sự
tăng nhiệt độ của lưỡi cưa?
Câu 4 Một ôtô chạy quãng đường 100km với lực kéo trung bình 1400N tiêu thụ
hết 10 lít xăng (khoảng 8kg) Tính hiệu suất của ôtô Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.10 J/kg.6
Câu 5 Người ta phơi nắng một chậu chứa 5 lít nước Sau một thời gian, nhiệt độ
của nước tăng từ 28 C lên 0 34 C Hỏi nước đã thu được bao nhiêu năng lượng từ0 Mặt Trời?
ĐỀ 7
Câu 1 Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu là gì? Đơn vị?
Câu 2 Đối lưu là gì? Bức xạ nhiệt là gì? Tại sao khi ướp lạnh cá người ta thường
đổ đá lên mặt trên của cá mà không để đá ở phía dưới?
Câu 3 Nói nhiệt dung riêng của rượu là 2500J/kg.K có nghĩa là gì?
Câu 4 Một ấm nước bằng đồng có khối lượng 300g chứa 1 lít nước Tính nhiệt
lượng cần thiết để đun nước trong ấm từ 15 C đến 0 100 C Biết nhiệt dung riêng0 của đồng là 380J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Câu 5 Một ôtô chạy với vận tốc v 54 km/h thì công suất máy phải sinh ra là 25kW Hiệu suất máy là H = 32% Cần bao nhiêu lít xăng để xe đi được 150km?
Trang 8Biết khối lượng riêng của xăng là D 700 kg / m 3, năng suất tỏa nhiệt của xăng
là 4,6.10 J/kg.7
ĐỀ 8
Câu 1 Nhiệt lượng là gì? Kí hiệu và đơn vị của nhiệt lượng?
Câu 2 Về mùa nào chim thường hay đứng xù lông? Vì sao?
Câu 3 Nói năng suất tỏa nhiệt của than đá bằng 27.10 J/kg có nghĩa là gì? Tính6 nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 600g than đá
Câu 4 Người ta pha một lượng nước ở 75 C vào bình chứa 8 lít nước đang có0 nhiệt độ 24 C Nhiệt độ cuối cùng khi có cân bằng nhiệt là 0 36 C Tính khối0 lượng nước đã pha thêm vào bình Biết khối lượng riêng của nước là
3
1000 kg / m
Câu 5 Khi dùng bếp củi để đun sôi 2 lít nước từ 25 C , người ta đã đốt hết 1,4kg0 củi khô Cho năng suất tỏa nhiệt của củi khô là 10 J/kg, nhiệt dung riêng của7 nước là c 4200 J/kg.K
a) Tính nhiệt lượng đã bị mất mát trong quá trình đun nước
b) Tính hiệu suất của bếp củi đó
ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ II NĂM HỌC 2010-2011
MÔN : VẬT LÍ 8
Thời gian : 45 phút (không kể thời gian giao đề)
-ĐỀ
Câu 1 (1 điểm)
Công suất là gì? Viết công thức tính công suất?
Câu 2 (1,5 điểm)
Phát biểu định nghĩa nhiệt năng? Mối quan hệ giữa nhiệt năng và nhiệt độ của một vật?
Câu 3 (1,5 điểm)
Kể tên 3 hình thức truyền nhiệt? Mỗi hình thức nêu một ví dụ?
Câu 4 (1,5 điểm)
Nêu 3 nguyên lí truyền nhiệt giữa hai vật?
Câu 5 (1,5 điểm)
Mở lọ đựng nước hoa trong lớp Sau vài giây, cả lớp đều ngửi thấy mùi nước hoa Hãy giải thích?
Câu 6 (1 điểm)
Trang 9Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1,5 lít nước, biết nhiệt độ ban đầu và nhiệt dung riêng của nước là 20 C và 4200J/kg.K?0
Câu 7 (2 điểm)
Thả một miếng nhôm có khối lượng 500g ở 100 C vào 800g nước ở 0 20 C 0 Tính nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt ra môi trường xung quanh Nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880J/kg.K và 4200J/kg.K
-Hết -BÀI GIẢI – GỢI Ý
ĐỀ 1 Câu 1
Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi; nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác
Ví dụ : Thả một viên bi sắt từ trên cao xuống mặt sàn cứng Khi rơi xuống, thế năng chuyển hóa dần thành động năng Khi va chạm với sàn nhà, một phần cơ năng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng bi và sàn nhà
Câu 2
Công suất được xác định bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian
Công thức tính công suất :
A t
P
Trong đó : P là công suất, đơn vị W
(1W = 1J/s, 1kW = 1000W , 1MW = 1000 000W )
A là công thực hiện, đơn vị J
t là thời gian thực hiện công đó, đơn vị s (giây)
Câu 3.
Tóm tắt:
1
m 400g = 0,4kg
2
m 1kg
1
c 880J/kg.K
2
c 4200J/kg.K
0
t 100 C
0
t = t 24 C
Q = ?J
Giải:
Nhiệt lượng do ấm thu vào:
Q m c t t 0, 4.880 100 24 26752J Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q m c t t 1.4200 100 24 319200J Nhiệt lượng tối thiểu cần thiết để đun sôi nước trong ấm là :
Q Q + Q 26752 319200 345952J
Trang 10Câu 4
Nói nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K có nghĩa là muốn làm cho 1kg nước nóng lên thêm 1 C cần truyền cho nước một nhiệt lượng 4200J.0
Với 1kg nước:
Cung cấp nhiệt lượng 4200J thì tăng thêm 1 C 0
Cung cấp nhiệt lượng 21000J thì tăng thêm x ?
21000.1
5 4200
Vậy nước nóng lên thêm 5 C0
Câu 5
Tóm tắt:
v 72km / h 20m / s
5
S 200km = 2.10 m
4
= 20kW = 2.10 W
V = 20lít = 20dm 0,02m
3
6
qxaêng 46.10
J/kg
H = ? %
Giải:
Thời gian ôtô đi:
5
4
S 2.10
(s)
Công mà xe thực hiện được:
A P.t 2.10 10 2.10 J. Khối lượng xăng:
m D.V = 700.0,02 = 14kg Nhiệt lượng do xăng bị đốt cháy tỏa ra:
Q q.m = 46.10 14 6, 44.10 J Hiệu suất của động cơ ôtô
8 8
Q 6,44.10
ĐỀ 2 Câu 1
Định luật bảo toàn cơ năng: Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không đổi (cơ năng được bảo toàn)
Ví dụ về sự chuyển hóa từ dạng cơ năng này sang dạng cơ năng khác
Mũi tên được bắn đi từ chiếc cung : Thế năng của cánh cung chuyển hóa thành động năng của mũi tên
Câu 2 Công thức tính nhiệt lượng thu vào : Qm.c t
Q : Nhiệt lượng vật thu vào, đơn vị J.
m : Khối lượng của vật, đơn vị kg
t : Độ tăng nhiệt độ, đơn vị 0C hoặc 0
K (Chú ý: t t2 t1)
c : Nhiệt dung riêng, đơn vị J/kg.K
