Bài tập về tính nhiệt lượng lớp 8

Chương VIII: Bài tập nhiệt lượng, cân bằng nhiệt, nội năng

Chương VIII: Bài tập nguyên lí I nhiệt động lực học

Bài tập nhiệt lượng, truyền nhiệt, cân bằng nhiệt, nội năng. Vật lý lớp 10 chương nhiệt động lực học

I/ Tóm tắt lý thuyết

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra, thu vào

Q = mc(t2 – t1) = C. (t2 – t1)​

• m: khối lượng (kg)
• c: nhiệt dung riêng (J/kg.K)
• C: nhiệt dung (J/K)
• Δt = t2 – t1: biến thiên nhiệt độ
• Δt > 0: vật tỏa nhiệt
• Δt < 0: vật thu nhiệt

+ Phương trình cân bằng nhiệt:

Q1 + Q2 + Q3 = 0 hoặc
Qtỏa ra = |Q|thu vào​

Đổi đơn vị: 1cal = 4,186J hay 1J = 0,24cal

Chương VIII: Bài tập nhiệt lượng, cân bằng nhiệt, nội năng

II/ Bài tập nhiệt lượng, truyền nhiệt, cân bằng nhiệt, nội năng. Vật lý lớp 10 chương nhiệt động lực học
Bài tập 1. Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 5 kg nước từ 15 0C đến 100 0C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 1,5 kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; của sắt là 460 J/kg.K.

Q = (m1c1 + m2c2)(t2 – t1) = 1843650 J.

Bài tập 2. Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 4 kg nước ở nhiệt độ 20 0C. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 500 0C. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/kg.K; của nước là 4,18.103 J/kg.K; của sắt là 0,46.103J/kg.K.

phương trình cân bằng nhiệt
(mbcb + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) => t = 22,6 0C.

Bài tập 3. Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4 0C. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100 0C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5 0C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4,18.103 J/kg.K; của đồng thau là 0,128.103 J/kg.K.

phương trình cân bằng nhiệt
(mđcđ + mncn)(t – t1) = mklckl(t2 – t) => ckl = 777 J/kg.K.

Bài tập 4. Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50 g ở nhiệt độ 136 0C vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung 50 J/K chứa 100 g nước ở 14 0C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên. Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt trong nhiệt lượng kế là 18 0C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K; của kẻm là 337 J/kg.K; của chì là 126 J/kg.K.

Phương trình cân bằng nhiệt: (Cnlk + mncn)(t – t1) = [mkck + (mhk – mk)cch](t2 – t) => mk = 0,045 kg = 45g;

=> mch = mhk – mk = 5g.

Bài tập 5. Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào lò một miếng sắt có khối lượng 22,3 g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào một nhiệt lượng kế có khối lượng 200 g có chứa 450 g nước ở nhiệt độ 15 0C thì nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế tăng lên đến 22,5 0C. Xác định nhiệt độ của lò. Cho nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/kg.K; của chất làm nhiệt lượng kế là 418 J/kg.K; của nước là 4,18.103 J/kg.K.

Phương trình cân bằng nhiệt:
(mnlkcnlk + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) => t2 = 1405 0K.

Bài tập 6. 100g chì được truyền nhiệt lượng 260J thì tăng nhiệt độ từ 15oC lên 35oC. Tìm nhiệt dung và nhiệt dung riêng của chì

Q = mc(t2-t1) = C.(t2 – t1) => C = 13J/K; c = 130J/kg.K

Bài tập 7. Nhiệt lượng kế bằng đồng c1 = 0,09cal/g.độ chứa nước c2 = 1cal/g.độ ở 25oC. Khối lượng tổng cộng của nhiệt lượng kế là 475g. Bỏ vào nhiệt lượng kế một vật bằng đồng thau (c3 = 0,08cal) có khối lượng 400g ở 90oC. Nhiệt độ sau cùng của hệ khi cân bằng nhiệt là 30oC. Tính khối lượng của nhiệt lượng kế và của nước.

Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 + Q3 = 0 => m1c1(t – t1) + m2c2(t – t2) + c3m3(t – t3) = 0 => 0,45m1 + 5m2 – 1920 = 0 (1) m1 + m2 = 475 (2)

từ (1) và (2) => m1 = 100g; m2 = 375g

Bài tập 8. Trộn ba chât lỏng không tác dụng hóa học lẫn nhau. Biết khối lượng lần lượt là m1 = 1kg. m2 = 10kg; m3 = 5kg, nhiệt độ và nhiệt dung riêng lần lượt là t1 = 6oC; c1 = 2kJ/kg.độ, t2 = -40oC; c2 = 4kJ/kg.độ, t3 = 60oC; c3 = 2kJ/kg.độ. Tìm a/ Nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp

b/ nhiệt lượng cần để làm nóng hỗn hợp đến 6oC