Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý lớp 9 – nhiệt hoc

81.Một hỗn hợp gồm ba chất lỏng không có tác dụng hoá học với nhau có khối lượng lần lượt là :m1=1kg ,m2=2kg, m3=3kg .Biết NDR và nhiệt độ của chúng lần lượt là :c1=2000J/kg.K,t1=100C; c2=4000J/kg.K, t2=100C ; c3=3000J/kg.K,t3=500C .Hãy tìm : a.Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt b.Nhiệt lượng để làm nóng hỗn hợp từ điều kiện ban đầu tới 300C 82.Trộn lẫn rượu vào nước ,người ta thu được một hỗn hợp nặng 140g ở nhiệt độ t=360C .Tính khối lượng rượu và nước đã pha biết rằng ban đầu rượu có nhiệt độ t1=190C và nước có nhiệt độ t2=1000C .NDR của rượu và nước là c1=2500J/kg.K; c2=4200J/kg.K 83.Một nhiệt lượng kế làm bằng nhôm có khối lượng m1=100g chứa m2=400g nước ở nhiệt độ t1=100C .Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m=200g được nung nóng tới nhiệt độ t2=1200C .Nhiệt độ cân bằng của hệ tống là 140C .Tính khối lượng của nhôm và thiếc có trong hợp kim .Cho biết NDR của nhôm ,nước và thiếc lần lượt là : c1=900J/kg.K ; c2=4200J/kg.K; c4=230J/kg.K 84.Một khối Fe có khối lượng m ở nhiệt độ 1500C khi thả vào một bình nước thì làm nhiệt độ nước tăng từ 200C lên 600C .Thả tiếp vào nước khối sắt thứ hai có khối lượng m/2 ở 1000C thì nhiệt độ sau cùng của nước là bao nhiêu .Coi như chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa các khối sắt và nước. 85.Người ta trộn lẫn hai chất lỏng có NDR, KL, NĐ ban đầu của chúng lần lượt là c1 m1 t1 và c2 m2 t2 .Tính tỉ số KL của hai chất lỏng trong các trường hợp sau : a.Độ biến thiên nhiệt độ của chát lỏng thứ hai gấp đôi so với độ biến thiên nhiệt độ của chất lỏng thứ nhất. b. Hiệu nhiệt độ ban đầu của hai chất lỏng so với hiệu nhiệt độ cân bằng và nhiệt độ ban đầu của chất lỏng thu nhiệt bằng a/b 86.Có hai bình cách nhiệt .Bình 1 chứa m1=2kg nước ở t1 =200C ,bình 2 chứa m2=4kg nước ở 600C .Người ta rót một lượng nước từ bình 1 sang bìmh 2 ,saukhi cân bằng nhiệt ,người ta lại rót một lượng nước m như thế từ bình 2 sang bình 1 .Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t1=21,950C a.Tính lượng nước m trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng t2 của bình 2 b.Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai ,tìm nhiệt độ cân bằmg của mỗi bình 87.Trong tay em chỉ có nước (có NDR Cn ),nhiệt lượng kế,nhiệt kế,cân,bộ quả cân,bình đun,dây buộc và bếp .Em hãy thiết lập phương án để xác định NDR của một vật rắn nguyên chất. 88.Xác định NDR của dầu hỏa bằng các dụng cụ sau đây: cân (không có quả cân) , nhiệt kế , nhiệt lượng kế (biết NDR là Ck ) nước (biết NDR là Cn ),dầu hỏa ,bếp điện và hai cốc đun giống nhau. 89.Để xác định NDR của dầu Cx người ta thực hiện thí nghiệm như sau:Đổ khối lượng nước mn vào nhiệt lượng kế có khối lượng mk .Cho dòng điện chạy qua nhiệt lượng kế để nung nóng nước .Sau thời gian t1 nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng lên t1 (0C) .Thay nước bằng dầu với khối lượng md và lặp lại các bước thí nghiệm như trên .Sau thời gian nung t2 nhiệt độ của nhiệt lượng kế và dầu tăng thêm t2 (0C) .Để tiện tính toán có thể chọn mn=md=mk .Bỏ qua sự mất mát nhiệt lượng trong quá trình nung nóng . a.Lập biểu thức tính NDR Cx cho biết NDR của nước và của nhiệt lượng kế là cn và ck . b.Aùp dụng bằng số cho:cn=4200J/kg.K ; ck=380J/kg.K ;t1=1ph; t1=9,20C ;t2=4ph ; t2=16,20C,hãy tính cx 90. a.Một ấm nhôm khối lượng m1=250g chứa 1,5 lít nước ở t1=200C Tính nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước nói trên .Biết cnh=880 J/kg.K; cn=4200J/kg.K. b.Tính lượng dầu cần dùng .Biết hiệu suất khi đun nước bằng bếp dầu là 30% và năng suất toả nhiệt của dầu là q=44.106J/kg 91.a.Trộn 150g nước ở 150C với 100g nước ở 370C .Tính nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp b.Trên thực tế , 150g nước ở 150C được đựng trong nhiệt lượng kế bằng than .Khi đổ 100g nước ở 370C vào và nhiệt độ cân bằng của nước là 230C .Giải thích tại sao kết quả này lại khác với kết quả câu trên .Tính nhiệt lượng hấp thu bởi nhiệt lượng kế khi nhiệt độ tăng lên 10C .Cho NDR của nước là 4200J/kg.K. 92.Một bếp điện đun một ấm đựng 500g nước ở 150C .Nếu đun 5ph ,nhiệt độ của nước tăng lên đến 230C .Nếu lượng nước là 750 g thì đun trong 5ph nhiệt độ chỉ lên đến 20,8C .Tính: a.Nhiệt lượng ấm thu vào để tăng lên 10C b.Nhiệt lượng do bếp điện toả ra trong 1ph .Cho hiệu suất của bếp là 40% và NDR của nước là4200J/kg.K. 93.Người ta đổ m1 (kg) nước ở nhiệt độ t1=600C vào m2 (kg) nước đá ở nhiệt độ t2=-50C .Khi có cân bằng nhiệt lượng nước thu được là m= 50kg có nhiệt độ t=250C .Tính m1 ,m2 . NDR của nước là4200J/kg.K. là:c1=4200J/kg.K.;c2=2100J/kg.K .Nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105J/kg. 94. Bỏ 100g nước đá ở nhiệt độ t1=00C vào 300g nước ở t2=200C a.Nước đá có tan hết không ?Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105J/kg. và NDR của nước là 4200J/kg.K. b.Nếu không, tính khối lượng nước đá còn lại. 95.Một thau nhôm khối lượng 0,5 kg đựng 2kg nước ở 200C a.Thả vào thau nước một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ở lò ra .Nước nóng đến 21,2 0C .Tìm nhiệt độ của bếp lò .Biết NDR của nhôm nước đồng lần lượt là: c1=880 J/kg.K; c2=4200J/kg.K, c3=380J/kg.K.Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường. b.Thực ra,trong trường hợp này,nhiệt lượng toả ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước .Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò. 96.a.Tính nhiệt lượng do 500g nước ở 300C tảo ra khi nhiệt độ của nó hạ xuống 00C ,biết NDR của nước là4200J/kg.K. b.Để biến lượng nước trên thành nước đá ,người ta bỏ vào nước trên một khối nước đá ở -100C .Tính lượng nước đá tối thiểu cần dùng ,biết NDR của nước đá là 2000J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105 J/kg 97.Rót nước ở nhiệt độ t1=200C vào một nhiệt lượng kế .Thả trong nước một cục nước đá khối lượng m2=0,5 kg và nhiệt độ t2=-150C .Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập .Biết khối lượng nước đổ vào m1=m2 .Cho biết NDR của nước là4200J/kg.K., của nước đá là2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105 J/kg 98.Thả một cục nước đá lạnh có khối lượng m1 =900g vào m2=1,5kg nước ở nhiệt độ t2=60C .Khi có cân bằng nhiệt ,lượng nước chỉ còn lại 1,47kg .Xác định nhiệt độ ban đầu của cục đá. Cho biết NDR của nước là4200J/kg.K., của nước đá là2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105 J/kg 99.Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượnh m1 = 200g chứa m2=400g nước ở nhiệt độ t1=200C . a.Đổ thêm vào bình một khối lượng nước m ở nhiệt độ t2=50C .Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước trong bình là t=100C .Tìm m. b.Sau đó người ta thả vào bình một khối nước đá có khối lượng m3 ở nhiệt độ t3 =-50C .Khi cân bằng nhiệt thì thấy trong bình còn lại 100g nước đá .Tìm m3 .Cho biết NDR của nhôm, nước , của nước đá là: c1=880 J/kg.K; c2=4200J/kg.K, c3= 2100J/kg.K , nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105 J/kg .Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường . 100.Người ta trộn m1=500g nước đá ,m2=500g nước cùng nhiệt độ t1=00C vào một xô nước ở nhiệt độ 500C .Khối lượng tổng cộng của chúng là m=2kg .Tính nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt .Cho NDR của nước là 4200J/kg.K , nhiệt nóng chảy của nước đá =3,4.105 J/k.Bỏ qua khối lượng và sự thu nhiệt của xô . 101.Người ta bỏ một cục nước đá khối lượng m1=100g vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng m2=125g ,thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế và nước đá là t1 =-200C .Hỏi cần thêm vào nhiệt lượng kế bao nhiêu nước ở nhiệt độ t2=200C để làm tan được một nữa lượng nước đá .Cho biết NDR của đồng là 380J/kg.K , của nước đá là2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá =3,34.105 J/kg . 102.Người ta thả một thỏi nước đá khối lượng m1 ở nhiệt độ t1 (0C) <0 (0C)vào một bình đựng nước với khối lượng của nước là m2 ở nhiệt độ t2 (0C) .Cho biết NDR của nước đá là c1 , của nước là c2 , nhiệt nóng chảy của nước đá .Giả thiết chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nước và nước đá .Lập biểu thức tính nhiệt độ tx của hỗn hợp ở trạng thái cân bằng nhiệt trong trường hợp tx< 00C .Xác định điều kiện để xảy ra trường hợp này. 103.Để xác định nhiệt độ của một bếp lò người ta làm như sau: Bỏ vào lò một khối đồng hình lập phương có cạnh a=2 cm ,sau đó lấy khối đồng bỏ lên một tảng nước đá ở 00C .Khi có cân bằng nhiệt ,mặt trên của khối đồng chìm dưới mặt nước đá một đoạn b=1cm .Biết KLR của đồng là D0=8900kg/m3 ,NDR của đồng là c0= 400 J/kg.K nhiệt nóng chảy của nước đá3 =3,34.105 J/kg ,KLR của nước đá là D=900kg/m3 104.Trong một bình đậy kín có cục nước đá khối lượng M=0,1kg ,nổi trên mặt nước ,trong cục đá có một viên chì khối lượng m=5g .Hỏi phải tốn một nhiệt lượng bằng bao nhiêu để cục chì bắt đầu chìm xuống nước .Cho KLR của chì 11,3g/m3 , của nước đá là 0,9g/m3 , nhiệt nóng chảy của nước đá =3,34.105 J/kg . Nhiệt độ của nước trong bình là 00C 105.Lập phương án xác định nhiệt nóng chảy của nước đá bằng các dụng cụ :Nhiệt lượng kế(đã biết NDR ck) nhiệt kế,bộ quả cân,cân (đã biết NDR cn) ,nước đá tan ở 00C. 106.Bỏ cục nước đá khối lượng m1=10kg ở nhiệt độ t1 = - 100C ,vào một bình không đậy nắp .Xác định lượng nước m trong bình khi truyền cho cục nước đá nhiệt lượng Q=2.107J Cho biết NDR của nước là4200J/kg.K., của nước đá là2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá =3 ,3.105 J/kg ,nhiệt hoá hơi của nước L=2,3.106J/kg. 107.Một chiếc cốc hình trụ khối lượng m trong đó chứa một lượng nước cũng có khối lượng bằng m đang ở nhiệt độ t1 =100C .Người ta thả vào cốc một cục nước đá khối lượng M đang ở nhiệt độ 00C thì cục đá đó chỉ tan được một phần ba khối lượng của nó và luôn nổi trong khi tan .Rót thêm một lượng nước có nhiệt độ t2=400C vào cốc .Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của cốc nước lại là 100C còn mực nước trong cốc có chiều cao gấp đôi chiều cao mực nước sau khi thả cục nước đá .Hãy xác định NDR của chất làm cốc .Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh ,sự giãn nở nhiệt của nước và cốc . Cho biết NDR của nước là4200J/kg.K., nhiệt nóng chảy của nước đá =3 ,36.105 J/kg 108.Một bình đựng mđ nước đá đã đập vụn và mn kg nước ở nhiệt độ 00C .Mở nắp cho bình thông với không khí trong phòng để cho nước đá nóng chảy hết trong thời gian t1(s) và tăng nhiệt độ từ 00C đến t0C sau thời gian t2 (s) . Cho biết NDR của nước là c (J/kg.K), , nhiệt nóng chảy của nước đá (J/kg).Tìm nhiệt độ cuối t theo mđ mn c t1 t2 109.Một nhiệt lượng kế làm bằng đồng thau có khối lượng 300g đựng 500g nước .Một khối nước đá khối lượng 200g nổi trên mặt nước .Tất cả ở 00C . a.Tính thể tích phần nước đá nổi trên mặt nước ..Cho KLR của nước đá và của nước là 0,92 g/m3 ;1 g/m3 b.Cho vào nhiệt lượng kế một thỏi nhôm khối lượng 100g ở 1000C .Tính khối lượng nước đá tan thành nước Cho NDR của đồng thau,nhôm là :c1=380J/kg.K ;c2=880J/kgK ; nhiệt nóng chảy của nước đá =3 ,4.105 J/kg 110.Dẫn hơi nước ở 1000C vào một bình chứa nước đang có nhiệt độ ở 200C ,dưới áp suất bình thường. a.Khối lượng nước trong bình tăng lên bao nhiêu lần khi nhiệt độ của nó đạt tới 1000C b.Khi nhiệt độ đạt tới 1000C ,nếu tiếp tục dẫn hơi nước ở 1000C vào bình thì có thể làm cho nước trong bình có thể sôi được không .Cho NDR của nước là4200J/kg.K., nhiệt hoá hơi của nước L=2,3.106J/kg. 111.Người ta dẫn hơi nước ở 1000C vào một nhiệt lượng kế chứa 100g nước đá ở 00C .Sau khi nước đá tan hết ,lượng nước trong nhiệt lượng kế là bao nhiêu?Cho nhiệt nóng chảy của nước đá =3 ,4.105 J/kg ; nhiệt hoá hơi của nước L=2,26.106J/kg :bỏ qua NDR của nhiệt lượng kế. 112.Một thỏi nước đá có khối lượng m1=200g ở -100C . a.Tính nhiệt lượng cần cung cấp để thỏi nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở 1000C Cho biết NDR của nước là4200J/kg.K., của nước đá là1800J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là =3 ,3.105 J/kg ,nhiệt hoá hơi của nước ở 1000C là L=2,3.106J/kg. b.Nếu bỏ thỏi nước đá trên vào xô nhôm chứa nước ở 200C .Sau khi có cân bằng nhiệt người ta thấy nước đá còn xót lại là 50g .Tính lượng nước đã có trong xô lúc đầu.Biết xô nhôm có khối lượng m2=100g và NDR của nhôm là c3=880J/kg.K 113.Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng m1=2kg được nung nóng tới nhiệt độ 6000C vào một hỗn hợp nước đá ở 00C .Hỗn hợp có khối lượng tổng cộng là m2=2kg. a.Tính khối lượng nước đá có trong hỗn hợp .Biết nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 500C .Cho biết NDR của thép, nước là c1=460J/kg.K ;c2=4200J/kg.K , nhiệt nóng chảy của nước đá =3 ,4.105 J/kg b.Thực ra trong quá trình trên có một lớp nước tiếp xúc trực tiếp với quả cầu bị hoá hơi nên nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp chỉ là 480C .Tính lượng nước đã hoá thành hơi.Cho nhiệt hoá hơi của nước L=2,3.106J/kg. 114. a.Tính nhiệt lượng Q cần thiết để cho 2kg nước đá ở -100C biến thành hơi ,cho biết: NDR của nước là4200J/kg.K., NDR của nước đá là1800J/kg.K, Nhiệt nóng chảy của nước đá =3 4.104 J/kg Nhiệt hoá hơi của nước L=23.105J/kg. b.Nếu dùng một bếp dầu hoả có hiệu suất 80% ,người ta phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu lít dầu để cho 2kg nước đá ở -100C biến thành hơi.Cho biết :KLR của dầu hoả là 800kg/m3 ,năng suất toả nhiệt của dầu hoả là 44.106J/kg 15.Một nguồn nhiệt công suất 500W cung cấp nhiệt lượng cho một nồi áp suất đựng nước có van an toàn được điều chỉnh sao cho hơi nước thoát ra là 10,4g/ph .Nếu nhiệt lượng được cung cấp với công suất 700W thì hơi nước thoát ra là 15,6g/ph. a.Hãy giải thích hiện tượng. b.Tìm nhiệt hoá hơi của nước ở nhiệt độ của nồi. c.công suất bị mất mát do các nguyên nhân khác ngoài nguyên nhân hoá hơi 116.Người ta đổ m=40g chất lỏng vào cốc kim t0C loại ,bắt đầu đun nóng bằng đen cồn ,liên tục 140 đo nhiệt độ cốc và thu được đồ thị sự phụ thuộc của nhiệt độ cốc vào thời gian như hình vẽ.Xác định NDR cx và NHH Lx của chất lỏng.Biết mỗi iây đèn cồn đốt hết =11mg cồn có năng suất 80 toả nhiệt q=27J/kg .Bỏ qua nhiệt lượng hao phí toả ra môi trường . 20 T(s) 0 60 120 180 220 117.Thả một cục nước đá ở 0oC có khối lượng M=500g vào một cốc A đựng 670g nuo71 ở 25oC .Người ta thấy nước đá không tan hết .Vớt cục nước đá còn lại cho vào cốc B đựng 709 g nước ở nhiệt độ 400C . a.Cục nước đá có tan hết trong cốc B không ,tại sao ? b.Tính nhiệt độ cuối cùng trong cốc B . Cho NDR của nước :4180 J/Kh .K .,NNC của nước đá là 335.103 J/kg .Sự trao đổi nhiệt với cốc và môi trường bên ngoài không đáng kể .