Vật lý 10 chương 6 đáp án

Câu 2: Gọi t là nhiệt độ lúc can băng nhiệt... Câu 6: Số đo của công mà khí sinh ra được đo bằng diện tích của hình tạo bởi hai đường đăng tích đi qua trạng thái 1 và 2, trục hoành OV và

CHUONG 6:

CƠ SỞ CUA NHIET DONG LUC HOC

Dạng 1: Bài toán nhiệt lượng

Câu 1: Nhiệt lượng cân cung câp:

Q = mcAt =0,5.0,2.10”.(50— 20) =13800(J)

Chọn A

Câu 2: Gọi t là nhiệt độ lúc can băng nhiệt

Nhiệt lượng của sắt toả ra khi cn bang: Q, =m,c, (75—t) =92(75-t) (J)

Nhiệt lượng của nhôm và nước thu vào khi cân bằng nhiệt:

Q, =M,,C,, (t -— 20) = 460(t — 20) (J)

Q, =m,c, (t—20) = 493, 24(t —20)(J)

Ap dung phuong trinh can bang nhiét: Q,, =Q,,

92(75—t) = 460(t —20) + 493, 24(t — 20)

= 92(75—t) =953, 24(t—20)

Giai ra ta duoc t 24,8°C

Cau 3:

Nhiét luong toa ra cua miéng kim loai khi can bang nhiét 1a:

Q, =m,c, (100— 21,5) =15,072c, (J) Nhiệt lượng thu vào của đồng thau và nước khi cân bằng nhiệt là:

Q; =m,c„(21,5—8,4) = 214.6304(J)

Q, =m,ec, (21,5—8,4)=11499,18(1)

Áp dụng phương trình cân băng nhiệt: Q_ =Q,

15,072c, =214,6304+11499,18 Giải ra ta được c, ='777,21]/kgK

Câu 4: Nhiệt lượng do miếng nhôm tỏa ra: Q, =m,c,(142—42)

Nhiệt lượng do nước thu vào: Q, =m,c, (42— 20)

Theo phương trình cân bằng nhiệt: Q, =Q,

=> m,c, (142 — 42) =m,c, (42 — 20)

_ m,c,.100 =0

Câu 5:

Câu 6:

Gọi t là nhiệt độ khi có sự cân băng nhiệt là t

Nhiệt lượng do thìa đồng tỏa ra: Q, = m,c, (t, —t)

Nhiệt lượng do cốc nhôm thu vào: Q, =m,c;.(t—t;)

Nhiệt lượng do nước thu vào: Q, =m,c, (t—t;)

Theo phương trình cân băng nhiệt, ta cd: Q, =Q, +Q,

m,.c,.t, +m,.c,.t, +m,.c,.t,

om,c, (t, -t)=m,c, (t—t,)+m,c,(t—t,)>t=

' u(t ) ° a 2) ° lì ») m,.c, +m,.c, +M,.C,

0,08.380 100 + 0, 12.880.24 + 0,4.4190.24

0,08.380+0,12.880+0,4.4190

Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và nước thu vào đề tăng nhiệt độ từ 25°C lên 30°C:

Q„; =(m,.c, +m,.c;).(t—t;)

Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra là: Q, =m, €.(t; — t)

Theo phương trình cân băng nhiệt, ta c6: Q,, =Q,

= (m,.c, +m,.c,).(t—t,) =m,.c,.(t, -t)

0, = (m,.c, +m,.c; ).(t— t,) _ (0.1.380+0,375.4200)(30— 25) _ 336

Vậy c =336 J/kg.K

Dạng 2: Bài tập nguyên lí I nhiệt động lực học

HUONG DAN GIAI

Cau 1: Nhiét khong thé tu truyén giữa 2 vật có cùng nhiệt độ

Câu 2: Khí không sinh công (A = 0) nhưng nhả nhiệt (Q > 0)

Câu 3: Khí có AU = Q tức là công A = 0 nên đây là quá trình đắng tích

Cau 4: AU =Q+ A = -400 + 1000 = 600 (J)

Cau 5: AU =Q+A=Q-F.s = 1,5 - 20.0,05 = 0,5 (J)

Câu 6: Số đo của công mà khí sinh ra được đo bằng diện tích của hình tạo bởi hai đường đăng tích đi qua trạng thái 1 và 2, trục hoành OV và đường cong biểu diễn sự biến đổi của trạng thái Rõ ràng khi chất khí biên đổi theo quá trình đăng tích rôi đăng áp thì diện tích của hình đó là lớn nhât

Câu 7: AU =Q+A => Q=AU-A =1280—(-0,02.2.10°) = 5280(J)

Câu 8: Theo định nghĩa thì nội năng của vật là tổng động năng do chuyển động nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa (phụ thuộc vào khoảng cách) chúng nên nội năng phụ thuộc vào cả nhiệt độ và thê tích của

vật

Câu 9: AU=Q+A =2-10.0,05 =1,5(1)

Cau 10: Q=0=> AU = A Khí đang dãn nở nên thể tích tăng, khí thực hiện công nên A > 0

Cau 11:

a Trong qua trinh dang tich thi: bị _ Po nếu áp suất tăng 2 lần thì nhiệt độ tăng 2 lần, vậy:

1 2

T, =2T, =2.(20+273)= 586K, suy ra t, =313°C

b Theo nguyên lý Ithì: AU=A+Q

Do đây là quá trình đăng tích nên A = 0 Vậy AU=Q= mec(t; —t,)= 72081

Câu 12: Tính công do khí thực hiện được: A =p(V; — V,) = p.AV

p=2.10'(N/m’)

Với:

AV=V,—V,=2(/)=2.10(m°)

Suy ra: A = 2.10.2.10” = 401

Vì khí nhận nhiệt lượng (Q > 0) và thực hiện công nên: A = -40 J

Độ biến thiên nội năng: Áp dụng nguyên lý INĐLH: AU=Q+A

Với Q = 1001 và A = - 40J

Suy ra: AU =I00— 40 = 60J

Câu 13: Trong quá trình đăng áp, ta có: = => — V,= NY, = 0 = 13, 96lit

1 1 1

- Công do khí thực hiện là: A = p.AV = p.(V, — V,) = 2.10°.(13,96—10).10° =792J

PLY, — P› V; — Pa V¿ — Pị Ý, TT TT (p=P, =P:)

Câu 14: Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng:

1

An ĐỊY p(V, - V,) ĐịYi

Nên: TL L=* >~———.p(V,—V,)= TT T,—T, p(V,=V) T, (1-7) T,—T

Vay: A= P(r, —T,), trong dé: T, = 300K, T, = 360K, p= 100N/m’, V, = 4m°*

1

100.4(360—300)

300

Dạng 3: Bài toán động cơ nhiệt và máy lạnh

HUONG DAN GIAI

Câu 1: Thực tế máy lạnh không làm việc liên tục Khi buồng lạnh đạt đến nhiệt độ nhất định thì cơ chế điều

nhiệt tự động ngắt mạch điện Sau đó do nhiệt truyền từ môi trường vào nên nhiệt độ buông lạnh tăng lên, lúc

đó cơ chế điều nhiệt lại đóng mạch điện và máy lạnh chạy lại Khi đó áp dụng công thức cho máy lạnh:

3

T, -5+273

Ee = =

™ T-T, (45+273)—-(-5+273)

P4

=5,36

Lại có: g = => Q, =s.P.t=5, 36.85.=.3600 = 546720J

Câu 2: Hiệu suât động cơ nhiệt lí tưởng là: H, =———^= ) ) =0,4=40%

Câu 3: Hiệu suât động cơ nhiệt lí tưởng là: H,, =———*= ( )-{ )

Công thực hiện trong 6 giờ: A =P.t = 3.107.6.3600=6,48.10J

8

Tir H,,, -A 9, - A _ 0.4810 16 9 105 Q, H 0,4

max

Nhiệt luong ta ra cho nguén lanh: Q, =Q, —-A =16,2.10° —6,48.10° =9,72.10°J

Khôi lượng xăng cân ding 1a: m = —* = ——— = 22, 1(k ong xăng g a 4410 (kg)

T,-T, _ (217+273)—(67 +273)

TO 217+273

= 0,4 = 40%

Cau 4: Hiéu suat cuc dai: H, = = 0,31= 32%

Hiệu suât thực của máy là: H = 5 H, = 0,186

Nhiệt lượng Q¡ do máy thu vào trong thời gian 1 giờ từ việc đốt cháy 720 kg than:

Q, = mq =720.31.10° = 2, 232.10'°J

Từ công thức: H= > => A=HQ, =0,186.2, 232.10" = 4,15.10”J

1

9

Công suất của máy: P= A_4$1310 _ 1152,8kW

t 3600

Câu 5: Nhiệt lượng lây đi từ nước và nước đá chính bằng nhiệt lượng cung cấp cho 300 g nude da 6 -3°C bién thành nước ở 10°C

Nhiệt lượng cần thiết để nhiệt độ nước đá thay đổi tử - 3°C đến 0°C là:

Q,=mec,.(t; —t,)=0,3.2,1.10|0—(—3) |=1,89.10°J

Nhiệt lượng cần thiết để nước đá ở 0°C tan hoàn toàn thành nước:

Q, =mA =0,3.330.10° =99.10°J

Nhiét luong cần thiết để nước ở 0°C tăng lên đến 10°C:

Q, =me,.(t, —t,)=0,3.4, 2.10°.(10—0) =12,6.10°J

Hiệu năng thực của máy lạnh:

—Q Q,+Q,+Q, (189+99+12,6).10

Câu 6: Hiệu suất của động cơ: H= Tah _ 372984 _ 0,2 = 20% T, 373

A Suy ra, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguôn nóng là: Q, = Ta 10K]

Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguôn lạnh: Q, =Q,— A =8k]

Câu 7: Nhiệt độ của nguồn nóng đề có hiệu suất 25%

H'=1 2>T'= + =-2 +“ =308K =t=T,'~273=1259C

Cầu 8: Hiệu suât cực đại của máy là: H,,,, = T =0,32

1

Hiệu suât thực của máy 1a: H = 3 Huy = —.0,32 =0,21

Công của máy thực hiện trong 5h: A = P.t

Nhiệt lượng mà nguồn nóng của máy nhận là: Q, = = =2,14.19°J

Khối lượng than cần sử dụng trong 5h là: m= Q = 62, 9kg

q

T,-T, _ (273+540)—(273+ 24) = 0,63 = 63%

273+540

Câu 9: Hiệu suât cực đại: H, =

1

Lại có: H= ~ nên công cực đại: A =H,,,,,-Q, =0,63.10’ =6,3.10°J

1

Câu 10: Hiéu suat li tưởng:

—T.~T, (200+273)-(58+273)

max

Hiệu suât thực của động cơ: H= 2H =0,2

Mat khac: H=— =— > Q, = — =1,44.10°J

9

Khối lượng than cần dùng là: m= Si „E44 “ = 42,4(kg)

q 34.10