PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
NỘI NĂNG VÀ ĐỘ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng
ΔU = Q
Trong đó:
ΔU là độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt
Q là nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay tỏa ra cho vật khác
- Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi được tính theo công thức:
Q = mcΔt
Trong đó:
Q là nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J)
m là khối lượng (kg)
c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)
Δt là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc K)
2. BÀI TẬP THAM KHẢO
Câu 1: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4°C. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100°C 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°C.. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.103J/(kg.K).
A. 2,1.103 J/(kg.K)
B. 0,78.103 J/(kg.K)
C. 7,8.103 J/(kg.K)
D. 0,21.103 J/(kg.K)
Giải
Chọn B.
- Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1 = m1.c1. Δt1
- Nhiệt lượng mà bình nhiệt lượng kế đồng thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2 = m2.c2.Δt2
- Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3 = m3.c3.Δt3
- Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra:
Q1 + Q2 = Q3
↔ (m1.c1 + m2.c2).Δt1 = m3.c3.Δt3
- Thay số ta được: (lấy cnước = c1 = 4,18.103 J/(kg.K) )
(0,21.4,18.103 + 0,128.0,128.103).(21,5 – 8,4) = 0,192.c3.(100 – 21,5)
→ c3 = 0,78.103 J/(kg.K)
Vậy nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại là 0,78.103 J/(kg.K)
Câu 2: Một viên đạn đại bác có khối lượng 10 kg khi rơi tới đích có vận tốc 54 km/h. Nếu toàn bộ động năng của nó biến thành nội năng thì nhiệt lượng tỏa ra lúc va chạm vào khoảng
A. 1125 J. B. 14580 J.
C. 2250 J. D. 7290 J.
Giải
Chọn A.
Nhiệt lượng tỏa ra lúc va chạm:
\(Q = \Delta U = \frac{{m{v^2}}}{2} = \frac{{{{10.15}^2}}}{2} = 1125J\)
Câu 3: Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 50 g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa 900 g nước ở nhiệt độ 17oC. Khi đó nhiệt độ của nước tăng lên đến 23oC, biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/(kg.k), của nước là 4180 J/(kg.k). Nhiệt độ của lò xấp xỉ bằng
A. 796oC. B. 990oC.
C. 967oC. D. 813oC.
Giải
Chọn C
- Nhiệt lượng do sắt tỏa ra:
Q1 = m1c1(t1 – t)
- Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q2 = m2c2(t – t2)
Vì Q1 = Q2
⇒ m1c1(t1 – t) = m2c2(t – t2)
⇔ 0,05.478(t1 – 23) = 0,9.4180(23 – 17)
t1 ≈ 967℃
Câu 4: Một ấm đun nước bằng nhôm có m = 350g, chứa 2,75kg nước được đun trên bếp. Khi nhận được nhiệt lượng 650 kJ thì ấm đạt đến nhiệt độ 60°C. Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm, biết cAl = 880 J/kg.K, cnước = cn = 4190 J/kg.K.
A. 20°C
B. 5,1°C
C. 3,5°C
D. 6,5°C
Giải
Chọn B.
- Nhiệt lượng thu vào:
Qthu = Qn + QAl = mn.cn.(t – t1) + mAl.cAl.(t – t1)
= 2,75.4190.(60 – t1) + 0,35.880.(60 – t1)
= 709830 – 11830,5t1.
- Mặt khác 709830 – 11830,5t1 = 650000
⟹ t1 = 5,1 °C
Câu 5: Để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng, người ta đổ chất lỏng đó vào 20g nước ở 100°C. Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp nước là 37,5°C, mhh = 140g. Biết nhiệt độ ban đầu của nó là 20°C, cn = 4200 J/kg.K. Nhiệt dung riêng của chất lỏng trên là:
A. 2000 J/Kg.K
B. 4200 J/Kg.K
C. 5200J/Kg.K
D. 2500J/Kg.K
Giải
Chọn D.
- Nhiệt lượng tỏa ra:
Qtỏa = Qn = mn.cn.(t1 – tcb)
= 20.10-3.4200.(100 – 37,5) = 5250 J.
- Nhiệt lượng thu vào:
Qthu = mx.cx.(tcb - tx) = (mhh – mn).cx.(tcb - tx)
= (140 – 20).10-3.cx.(37,5 – 20)
= 2,1.cx
- Cân bằng nhiệt:
Qtỏa = Qthu
⟺ 5250 = 2,1.cx
⟹ cx = 2500 J/kg.K
...
-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập xem online hoặc tải về)-
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập về Nội năng và Độ biến thiên nội năng môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
