BÀI TOÁN 24: CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG
2. Quan hệ giữa nhiệt lƣợng vật cần thu
C.3 Trong thí nghiệm này phải giữ không đổi những yếu tố nào? Muốn vậy phải làm thế nào?
C.4 Trong thí nghiệm này phải thay đổi yếu tố nào? Muốn vậy phải làm thế nào?
Sau đây là bảng kết quả thí nghiệm làm với hai cốc, mỗi cốc đựng 50g nước, được lần lượt đun nóng bằng đèn cồn trong 5 phút, 10 phút (H.24.2). Hãy tìm số thích hợp cho các ô trống ở hai cột cuối bảng 24.2.
Bảng 24.2
Chất Khối lượng
Độ tăng nhiệt độ
Thời gian
đun So sánh khối lượng
So sánh nhiệt lượng Cốc 1 Nước 50g to1= 20oC t1 = 5phút
o
t 1
= to2 Q1 = Q2
Cốc 2 Nước 50g to2= 40oC t2 = 10phút
C.5 Từ thí nghiệm trên có thể rút ra kết luận gì về mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên và độ tăng nhiệt độ?
3. Quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với chất làm vật.
Để kiểm tra sự phụ thuộc của nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với chất làm vật người ta làm thí nghiệm sau đây:
Dùng đèn cồn đun nóng 50g bột băng phiến và 50g nước cùng nóng thêm lên 20oC (H.24.3). Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng 24.3. Hãy tìm dấu thích hợp (=; <; >) cho ô trống ở cột cuối của bảng.
Bảng 24.3
Chất Khối lượng
Độ tăng nhiệt độ
Thời gian đun
So sánh khối lượng
So sánh nhiệt lượng Cốc 1 Nước 50g to1= 20oC t1 = 5phút
o
t1
to2 Q1 Q2 Cốc 2 Băng
phhiến 50g to2= 40oC t2 = 4phút
C.6 Trong thí nghiệm này những yếu tố nào thay đổ, không thay đổi?
C.7 Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên có phụ thuộc chất làm vật không?
C.8 Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cần tra bảng để biết độ lớn của đại lượng nào và đo độ lớn của những đại lượng nào, bằng những dụng cụ nào?
C.9 Tính nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 50oC.
C.10 Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở 25oC. Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
C.1 Độ tăng nhiệt độ và chất làm vật được giữ giống nhau; khối lượng khác nhau. Để tìm hiểu mối quan hệ giữa nhiệt lượng và khối lượng.
A B C D C.2 Khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng vật thu vào càng lớn.
C.3 Phải giữ khối lượng và chất làm vật giống nhau. Muốn vậy hai cốc phải đựng cùng một lượng nước.
C.4 Phải cho độ tăng nhiệt độ khác nhau. Muốn vậy phải để cho nhiệt độ cuối của hai cốc khác nhau bằng cách cho thời gian đun khác nhau.
C.5 Độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng vật thu vào càng lớn.
C.6 Khối lượng không đổi, độ tăng nhiệt độ giống nhau; chất làm vật khác nhau.
C.7 Có.
C.8 Tra bảng để biết nhiệt dung riêng; cân vật để biết khối lượng, đo nhiệt độ để xác định độ tăng nhiệt độ.
C.9 Q = m.c (t2 – t1) = 5.380 (50-20) = 57000J = 57kJ C.10 Q1 = m1.c1 (t2 – t1) = 2.4200 (100-25) = 630000J
Q2 = m2.c2 (t2 – t1) = 2.880 (100-25) = 33000J Q = Q1 + Q2 = 663000J = 663kJ
B
1. Có bốn hình A, B, C, D đều dựng nước ở cùng một nhiệt độ. Sau khi dùng các đèn cồn giống hệt nhau để đun các bình này trong 5 phút (hình vẽ) người ta thấy nhiệt độ của nước trong các bình trở nên khác nhau.
1. Hỏi nhiệt độ ở bình nào cao nhất?
A. Bình A C. Bình C B. Bình B D. Bình D
2. Yếu tố nào sau đây làm cho nhiệt độ của nước ở các bình trở nên khác nhau?
A. Thời gian đun B. Nhiệt lượng từng bình nhận được
C. Lượng chất lỏng chứa trong từng bình D. Loại chất lỏng chứa trong từng bình
2. Để đun nóng 5 lít nước từ 200C lên 400C cần bao nhiêu nhiệt lượng?
3. Người ta cung cấp cho 10 lít nước một nhiệt lượng là 840kJ. Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu đó?
4. Một ấm nhôm khối lượng 400g chứa 1 lít nước. Tính nhiệt lượng tối thiểu cần thiết để đun sôi nước, biết nhiệt độ ban đầu của ấm và nước là 200C.
5. Tính nhiệt dung riêng của một kim loại, biết rằng phải cung cấp cho 5kg kim loại này ở 200C một nhiệt lượng khoảng 59kJ để nó nóng lên đến 500C. Kim loại đó tên là gì?
6. Hình bên vẽ các đường biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của cùng một khối lượng nước, đồng, sắt được đun trên những bếp tỏa nhiệt như nhau. Hỏi đường biểu diễn nào tương ứng với nước, với đồng, với sắt?
7. Đầu thép của một búa máy có khối lượng 12kg nóng lên thêm 200C sau 1,5 phút hoạt động. Biết rằng chỉ có 40% cơ năng của búa máy chuyển thành nhiệt năng của đầu búA Tính công và công suất của búA Lấy nhiệt dung riêng của thép là 460J/kg.K.
Hướng dẫn giải 1. 1. Caâu A; 2. Caâu C.
2. Q = mc.t = 5.4200.(40 -20) = 420000J = 420kJ.
3. Ta có Q = m.c.t t = Q 840000
m.c 10.4 200 = 200C 4. Q = Qấm + Qnước = m1.c1.t + m2.c2.t
= 0,4.880.80 + 1.4200.80 = 28160 + 336000 = 364160J 5. Từ Q = m.c.t c = q 59000
m. t 5(50 20)
= 393J/kg.K.
Kim loại này là đồng.
6. Đường I: nước; đường II: sắt; đường III: đồng.
II I Thời gian Nhiệt độ
7. Nhiệt lượng đầu búa nhận được:
Q = m.c(t1 – t2) = 12.460.20 = 110400J Công của búa máy thực hiện trong 1,5 phút là:
A = Q.100 110400.100
40 40 = 276000J
Công suất của búa với t = 1,5phút = 90s là:
P = A 276000
t 90 = 3067W 3kW.
IV. Bài luyện tập
1 Để đun nóng 2,5 lít nước từ 30oC lên 100oC cần bao nhiêu nhiệt lượng? Cho nhiệt dung riêng của nước c = 4200J/kg.K.
A. Q = 735J B. Q = 735kJ C. Q = 73,5kJ D. Q = 735000kJ
2 Người ta cung cấp cho 10 lít nước một nhiệt lượng là 630kJ. Hỏi nước tăng lên thêm bao nhiêu độ?
A. 0,0015oC B. 150oC C. 15oC D. 66,7oC
3 Một ấm nhôm khối lượng 500g chứa 10 lít nước. Tính nhiệt lượng tối thiểu cần thiết để đun sôi nước, biết nhiệt độ ban đầu của ấm và nước là 25oC;
nhiệt dung riêng của nhôm là cAl = 880J/kg.K; nhiệt dung riêng của nước là cn = 4200J/kg.K.
4 Một thanh thép có khối lượng 4kg và nhiệt độ 250oC. Sau khi nó tỏa ra một nhiệt lượng 184kJ thì nhiệt độ của nó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của thép là ct = 460J/kg.K.
A. 100oC B. 350oC
C. 150oC D. cả A, B, C đều sai.
5 Một thỏi kim loại có khối lượng 4kg và nhiệt độ 30oC. Người ta cung cấp cho nó một nhiệt lượng 276kJ thì nhiệt độ của nó nâng lên thành 180oC.
Cho biết đó là kim loại gì?
6 a) Tính nhiệt lượng cần thiết để 5kg đồng tăng từ 100oC lên 150oC.
b) Để 5kg đồng tăng nhiệt độ từ 180oC lên 230oC thì nhiệt lượng cần thiết có bằng câu a không?
c) Với nhiệt lượng trên có thể làm tăng 5 lít nước lên bao nhiêu độ?
Cho nhiệt dung riêng của đồng là c = 380J/kg.K; nhiệt dung riêng của nước là cn = 4200J/kg.K.
7 Một khối nước đá 1,5kg ở nhiệt độ -10oC trao đổi với môi trường ngoài nhiệt lượng là 25,2kJ. Tính nhiệt độ cuối cùng của khối nước đá. Cho nhiệt dung riêng của nước đá 2100J/kg.K
8 Hãy tính nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ không khí của phòng 4m x 5m x 3m từ 5oC lên 20oC. Khối lượng riêng của không khí là 1,29kg/m3. Cho nhiệt dung riêng của không khí c = 1020J/kg.K.