Với giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật Lí 12 Kết nối tri thức Bài 7.

Giải Vật Lí 12 Kết nối tri thức Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt

Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến những kiến thức và công thức cơ bản nào

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Khởi động trang 30 Vật Lí 12: Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến những kiến thức và công thức cơ bản nào?

Lời giải:

Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến các kiến thức về mô hình động học phân tử, nội dung định luật 1 nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng và các công thức cơ bản:

+ Khi nội năng của vật biến đổi chỉ bằng cách truyền nhiệt: ΔU = Q

- Nếu quá trình truyền nhiệt chỉ làm thay đổi nhiệt độ của vật: Q = mcΔT

- Nếu quá trình truyền nhiệt làm vật chuyển từ thể này sang thể khác ở nhiệt độ không đổi: Q = λm; Q = Lm.

- Trong các quá trình này nếu có nhiều vật chỉ truyền nhiệt cho nhau không truyền nhiệt ra bên ngoài thì độ lớn của nhiệt lượng các vật toả ra bằng độ lớn nhiệt lượng của các vật thu vào: |Q_toả| = |Q_thu| → Q_toả + Q_thu = 0

+ Khi nội năng của vật biến đổi bằng cả hai cách truyền nhiệt và thực hiện công thì ngoài công thức: ΔU = Q + A, các công thức tính nhiệt lượng nêu trên còn phải sử dụng các công thức tính công cơ học đã học ở lớp 10 như: A = Fscosα; A = W_đ2 – W_đ1; A = mgh; A = Pt ;...

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác:

Quy ước dấu nào sau đây phù hợp với định luật I của nhiệt động lực học

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Bài tập 1 trang 32 Vật Lí 12: Quy ước dấu nào sau đây phù hợp với định luật I của nhiệt động lực học?

A. Vật nhận công: A < 0; vật nhận nhiệt lượng: Q < 0.

B. Vật nhận công: A > 0; vật nhận nhiệt lượng: Q > 0.

C. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q > 0.

D. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q < 0.

Lời giải:

Vật nhận công: A > 0; vật thực hiện công: A < 0

Vật nhận nhiệt lượng: Q > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q < 0

Đáp án đúng là B

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác:

Một lượng nước và một lượng rượu có thể tích bằng nhau được cung cấp các nhiệt lượng

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Bài tập 2 trang 32 Vật Lí 12: Một lượng nước và một lượng rượu có thể tích bằng nhau được cung cấp các nhiệt lượng tương ứng là Q₁ và Q₂. Biết khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m³ và của rượu là 800 kg/m³, nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/kg.K và của rượu là 2 500 J/kg.K. Để độ tăng nhiệt độ của nước và rượu bằng nhau thì:

A. Q₁ = Q₂.

B. Q₁ = 1,25Q₂.

C. Q₁ = 1,68Q₂.

D. Q₁ = 2,10Q₂.

Lời giải:

Nhiệt lượng cung cấp cho nước:

$Q_1=m_1{c}_1\Delta T=1000.V\mathrm{.4200.}\Delta T=4,{2.10}^{6}V.\Delta T$

Nhiệt lượng cung cấp cho rượu:

$Q_2=m_2{c}_2\Delta T=800.V\mathrm{.2500.}\Delta T={2.10}^{6}V.\Delta T$

Để độ tăng nhiệt độ bằng nhau thì $\frac{Q_1}{4,{2.10}^6}=\frac{Q_2}{{2.10}^6}\Rightarrow Q_1=2,1.Q_2$

Đáp án đúng là D

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác:

Lấy hai túi trà lọc giống nhau Thả nhẹ nhàng một túi vào cốc thuỷ tinh đựng nước

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Bài tập 3 trang 32 Vật Lí 12: Lấy hai túi trà lọc giống nhau. Thả nhẹ nhàng một túi vào cốc thuỷ tinh đựng nước nguội, một túi vào cốc thuỷ tinh đựng nước nóng để các túi nằm yên ở đáy cốc. Quan sát và dùng mô hình động học phân tử về cấu tạo chất để giải thích hiện tượng xảy ra trong hai cốc.

Lời giải:

Màu nước trong cốc thuỷ tinh đựng nước nóng nhanh đậm hơn. Vì ở nhiệt độ càng cao, các phân tử chuyển động càng nhanh, càng hỗn hoạn, khi thả túi trà lọc vào cốc nước nóng, nước nóng thẩm thấu vào trà nhanh hơn, làm cho các phân tử trong trà thoát ra nhanh hơn, hoà tan vào nước nhanh hơn, nên nước có màu đậm nhanh hơn.

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác:

Một ấm điện công suất 1 000 W Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Bài tập 4 trang 32 Vật Lí 12:

a) Một ấm điện công suất 1 000 W. Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước có nhiệt độ ban đầu là 20 ^oC đến khi sôi ở áp suất tiêu chuẩn. Tại sao kết quả chỉ được coi là gần đúng?

b) Nếu để nước trong ấm sôi thêm 2 phút thì lượng nước còn lại trong ấm là bao nhiêu? Lấy nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước là c = 4,2.10³ J/kg.K và L = 2,26.10⁶ J/kg.

Lời giải:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước:

$Q=mc\Delta T=0,\mathrm{3.4200.}(100-20)=100800J$

Thời gian cần đun: $t=\frac{Q}{\text{P}}=\frac{100800}{1000}=100,8s=1,68$ phút

Kết quả trên chỉ được coi là gần đúng vì trong quá trình đun sẽ xảy ra sự mất mát nhiệt lượng ra môi trường bên ngoài.

b) Đun sôi nước thêm 2 phút thì nhiệt lượng hoá hơi cung cấp thêm cho nước là:

$Q=\text{P}.t=\mathrm{1000.2.60}={12.10}^{4}J$

Khối lượng nước hoá hơi: $m=\frac{Q\text{'}}{L}=\frac{{12.10}^4}{2,{26.10}^6}=0,053kg$ = 53 g

Lượng nước còn lại trong ấm: m’ = 300 – 53 = 247 g

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác:

Dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 600 g đựng 1,5 lít nước ở nhiệt độ

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Bài tập 5 trang 32 Vật Lí 12: Dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 600 g đựng 1,5 lít nước ở nhiệt độ 20°C. Sau 35 phút đã có 20% lượng nước trong ấm hoá hơi ở nhiệt độ sôi 100 °C. Tính nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây, biết chỉ có 75% nhiệt lượng mà bếp toả ra được dùng vào việc đun ấm nước. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hoá hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi 100 °C là 2,26.10⁶ J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít.

Lời giải:

Nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm:

$Q_1=m_1{c}_1\Delta T=0,\mathrm{6.880.}(100-20)=42240J$

Nhiệt lượng để đun sôi nước:

$Q_2=m_2{c}_2\Delta T=1,\mathrm{5.4200.}(100-20)=504000J$

Nhiệt lượng hoá hơi nước ở nhiệt độ sôi:

$Q_3=L{m}_3=2,{26.10}^6.1,5.20\%=678000J$

Tổng nhiệt lượng ấm nhôm và nước nhận được:

$Q=Q_1+Q_2+Q_3=42240+504000+678000=1224240J$

Nhiệt lượng mà bếp cung cấp: $Q\text{'}=\frac{Q}{75\%}=\frac{1224240}{75\%}=1632320J$

Nhiệt lượng trung bình mà bếp cung cấp trong mỗi giây:

$Q_{tb}=\frac{Q\text{'}}{35.60}=\frac{1632320}{35.60}\approx 777,3J$

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác:

Giải thích được các hiện tượng và tính toán được các đại lượng liên quan đến định luật

Giải Vật Lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt - Kết nối tri thức

Em có thể trang 32 Vật Lí 12: Giải thích được các hiện tượng và tính toán được các đại lượng liên quan đến định luật I của nhiệt động lực học, các quá trình truyền nhiệt và chuyển thể.

Lời giải:

Ví dụ bài toán chuyển thể như sau: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm 2,0 g nước đá từ –20 °C chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C.

Lời giải

Nhiệt lượng để nước đá từ –20 °C đến 0 °C là:

$Q_1=mc\Delta t_1=0,\mathrm{002.4200.}(0-(-20\left)\right)=168J$

Nhiệt lượng để nước từ 0 °C đến 100 °C là:

$Q_2=mc\Delta t_2=0,\mathrm{002.4200.}(100-0)=840J$

Nhiệt lượng nóng chảy nước đá ở 0 °C là:

$Q_3=\lambda m=3,{33.10}^5.0,002=666J$

Nhiệt lượng hoá hơi nước ở 100 °C là:

$Q_4=Lm=2,{3.10}^6.0,002=4600J$

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp: $Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=6274J$

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt hay khác: