Bài 25.1 trang 67 SBT Vật lí 8: Người ta thả ba miếng đồng, nhôm, chì có cùng khối lượng vào một cốc nước nóng. Hãy so sánh nhiệt độ cuối cùng của ba miếng kim loại trên.

A. Nhiệt độ của ba miếng bằng nhau.

B. Nhiệt độ của miếng nhôm cao nhất, rồi đến miếng đồng, miếng chì

C. Nhiệt độ của miếng chì cao nhất, rồi đến miếng đồng, miếng nhôm

D. Nhiệt độ của miếng đồng cao nhất, rồi đến miếng nhôm, miếng chì.

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết: Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau.

Lời giải:

Nhiệt độ của ba miếng bằng nhau. Vì khi thả ba miếng kim loại cùng khối lượng vào cốc nước nóng thì nhiệt độ của cốc nước cao hơn sẽ truyền sang ba miếng kim loại và cuối cùng khi nhiệt độ của ba miếng bằng nhau thì quá trình truyền nhiệt sẽ dừng lại.

Chọn A

A. Nhiệt lượng của ba miếng truyền cho nước bằng nhau.

B. Nhiệt lượng của miếng nhôm truyền cho nước lớn nhất, rồi đến miếng đồng, miếng chì.

C. Nhiệt lượng của miếng chì truyền cho nước lớn nhất, rồi đến miếng đồng, miếng nhôm.

D. Nhiệt lượng của miếng đồng truyền cho nước lớn nhất, rồi đến miếng nhôm, miếng chì.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng tỏa ra: $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Lời giải:

Vì nhiệt lượng do 3 miếng kim loại tỏa ra là: $Q_{\text{tỏa}}=m.c.\Delta t$ mà chúng có cùng khối lượng và nhiệt độ như nhau nên nhiệt dung riêng của kim loại nào lớn hơn thì nhiệt lượng của nó tỏa ra lớn hơn.

$c_{\text{nhôm}}>c_{\text{đồng}}>c_{\text{chì}}$ nên $Q_{\text{nhôm}}>Q_{\text{đồng}}>Q_{\text{chì}}$.

Chọn B

a) Hỏi nhiệt độ của chì ngay khi có cân bằng nhiệt.

b) Tính nhiệt lượng nước thu vào.

c) Tính nhiệt dung riêng của chì.

d) So sánh nhiệt dung riêng của chì tính được với nhiệt dung riêng của chì tra trong bảng và giải thích tại sao có sự chênh lệch. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/Kg.K.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: $Q=mc\mathrm{\Delta }t$ 

Lời giải:

Ta có:

a) Nhiệt độ cuối cùng của chì cũng là nhiệt độ cuối cùng của nước, nghĩa là bằng 60°C

b) Nhiệt lượng nước thu vào:

Lấy nhiệt dụng riêng của đồng thau là 368J/kg.K, của nước là 4186J/kg.K. Bỏ qua nhiệt lượng truyền cho nhiệt kế và môi trường bên ngoài.

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt:  $Q_{tỏa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Nhiệt lượng quả cân tỏa ra:

Qtỏa = m1. C1 (t1 – t) = 0,5.368 (100 – t)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Qthu = m2. C2 (t – t2) = 2.4186 (t – 15)

Vì Qtỏa = Qthu

=> 0,5.368(100 – t) = 2. 4186 (t – 15)

=> t = 16,82℃

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu

Lời giải:

Nhiệt lượng đồng tỏa ra:

Qtỏa = m1. C1 (t1 – t) = 380. 0,6 (100 – 30)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Qthu = m2. C2 (t – t2) = 2,5. 4200 (t – t2)

Vì Qtỏa = Qthu

380. 0,6 (100 – 30) =  2,5. 4200 (t – t2)

t – t2 = 1,5℃

Vậy nước nóng thêm lên 1,5℃

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu

Lời giải:

Tóm tắt:

Nước: m1 = 738g = 0,738kg; t1 = 15oC; c1 = 4186J/kg.K

Đồng: m2 = 200g = 0,2kg; t2 = 100

Nhiệt lượng kế đồng: m3 = 100g = 0,1kg;

tcb = 17

Tìm cđ = c2 = ?

Lời giải:

Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra:

Qtỏa = m1. C1 (t1 – t) = 0,2 C1 (100 – 17)

Nhiệt lượng do nước và nhiệt lượng nhiệt kế thu vào

Qthu 1 = m2. C2 ( t2 – t) = 0,738. 4186 (17 - 15)

và Qthu 2 = m3. C1 ( t2 – t)  = 0,1 C1 (17 - 15)

Vì Qtỏa = Qthu 1 + Qthu 2

=> 0,2 C1 (100 – 17) = 0,738. 4186 (17 - 15) + 0,1 C1 (17 - 15)

C1 ≈ 377 J/kg.K

Vậy nhiệt dung riêng của đồng ≈ 377 J/kg.K

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{tỏa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Gọi x là khối lượng nước ở 15°C và y là khối lượng nước đang sôi.

Ta có:

x + y = 100kg                           (1)

Nhiệt lượng y kg nước đang sôi tỏa ra:

Q1 = y.4190.(100 - 35)

Nhiệt lượng x kg nước ở nhiệt độ 15°C thu vào để nóng lên 35°C:

Q2 = x.4190.(35 - 15)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

Q1= Q2 ⇔ x.4190.(35 - 15) = y.4190.(100 - 35)                    (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được:

x ≈ 76,5kg; y ≈ 23,5kg 

Phải đổ 23,5 lít nước đang sôi vào 76,5 lít nước ở 15°C

A. Nhôm truyền nhiệt cho nước tới khi nhiệt độ của nhôm và nước bằng nhau

B. Nhiệt năng của nhôm giảm đi bao nhiêu thì nhiệt năng của nước tăng lên bấy nhiêu

C. Nhiệt độ của nhôm giảm đi bao nhiêu thì nhiệt độ của nước tăng lên bấy nhiêu

D. Nhiệt lượng do nhôm tỏa ra bàng nhiệt lượng do nước thu vào

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết: Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn, cho đến khi hai vật có nhiệt độ bằng nhau.

Lời giải:

Câu mô tả trái với nguyên lí truyền nhiệt là: Nhiệt độ của nhôm giảm đi bao nhiêu thì nhiệt độ của nước tăng lên bấy nhiêu. Vì sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại.

Chọn C

A. Nhiệt không thể truvền từ vật có nhiệt năng nhỏ sang vật có nhiệt năng lớn hơn

B. Nhiệt không thể truyền giữa hai vật có nhiệt năng bằng nhau

C. Nhiệt chỉ có thể truyền từ vật có nhiệt năng lớn sang vật có nhiệt năng nhỏ hơn

D. Nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết: Nhiệt chỉ truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

Lời giải:

Câu nói về điều kiện truyền nhiệt giữa hai vật đúng là: Nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn. Vì nhiệt chỉ truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

Chọn D

A. Khi $m_1=m_2,c_1=c_2,t_1=t_2$

B. Khi $m_1={\displaystyle \frac{3}{2}}{m}_2,c_1={\displaystyle \frac{2}{3}}{c}_2,t_1>t_2$ 

C. Khi $m_1=m_2,c_1=c_2,t_1<t_2$

D. Khi $m_1={\displaystyle \frac{3}{2}}{m}_2,c_1={\displaystyle \frac{2}{3}}{c}_2,t_1<t_2$

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{tỏa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Khi $m_1={\displaystyle \frac{3}{2}}{m}_2,c_1={\displaystyle \frac{2}{3}}{c}_2,t_1>t_2$ 

Dùng phương trình cân bằng nhiệt để suy luận:

Ta có:

Q1 = Q2

m1c1∆t1 = m2c2∆t2

${\displaystyle \frac{3}{2}}{m}_2{\displaystyle \frac{2}{3}}{c}_2\mathrm{\Delta }{t}_1$ = m2c2∆t2

m2c2∆t1 = m2c2∆t2

Chọn B 

A. c1 = 2c2

B. c1 = $\frac{1}{2}$c2

C. c1 = c2

D. Chưa thể xác định được vì chưa biết t1 > t2 hay t1 < t2

Phương pháp giải:

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt :$Q_1=Q_2\iff m_1{c}_1\mathrm{\Delta }{t}_1=m_2{c}_2\mathrm{\Delta }{t}_2$

Lời giải:

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:

$Q_1=Q_2\iff m_1{c}_1\mathrm{\Delta }{t}_1=m_2{c}_2\mathrm{\Delta }{t}_2$

=> ${\displaystyle \frac{c_2}{c_1}}={\displaystyle \frac{m_1}{m_2}}{\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }{t}_1}{\mathrm{\Delta }{t}_2}}=2{\displaystyle \frac{m_2}{m_2}}{\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }{t}_1}{2\mathrm{\Delta }{t}_1}}$

Vậy $c_1=c_2$

Chọn C

Gọi $Q_n$ là nhiệt lượng nước nhận được, $Q_d$ là nhiệt lượng dầu nhận được. Khi dầu và nước nóng đến cùng một nhiệt độ thì

A. $Q_n=Q_d$

B. $Q_n=2Q_d$

c. $Q_n={\displaystyle \frac{1}{2}}{Q}_d$

D. Chưa xác định được vì chưa biết nhiệt độ ban đầu của hai quả cầu

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính nhiệt lượng $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Lời giải:

$Q_{nuoc}=m_n{c}_n\mathrm{\Delta }{t}_1$ = m.Δt.4200

$Q_{dau}=m_d{c}_d\mathrm{\Delta }{t}_1$ = m.Δt.2100

Mà $m_n=m_d$, $\mathrm{\Delta }{t}_1=\mathrm{\Delta }{t}_1$ $c_n=2c_d$ $\Rightarrow Q_{nuoc}=2Q_{dau}$

Chọn B

Nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa hai chất lỏng và môi trường (cốc đựng, không khí...) thì khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ t của hai chất lỏng trên có giá trị là:

A. $t={\displaystyle \frac{t_2-t_1}{2}}$

B. $t={\displaystyle \frac{t_1+t_2}{2}}$

C.$t<t_1<t_2$

D. $t>t_2>t_1$                                          

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính nhiệt lượng $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Sử dụng điều kiện cân bằng $Q_{toa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Nhiệt lượng do chất lỏng 2 tỏa ra là:

$$\begin{gathered} Q_2=m_2.c_2.(t_2-t)=2.m_1.{\displaystyle \frac{1}{2}}.c_1.(t_2-t) \\ =m_1.c_1.(t_2-t) \end{gathered}$$

Nhiệt lượng do chất lỏng 1 thu vào là:

$Q_1=m_1.c_1.(t-t_1)$

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: $Q_1=Q_2\iff t_2–t=t–t_1$

$\Rightarrow t={\displaystyle \frac{t_1+t_2}{2}}$

Chọn B

A.$t>{\displaystyle \frac{t_1+t_2}{2}}$

B. $t<{\displaystyle \frac{t_1+t_2}{2}}$

C. $t={\displaystyle \frac{t_1+t_2}{2}}$

D.$t=t_1+t_2$

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính nhiện lượng $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Sử dụng điều kiện cân bằng $Q_{toa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Do có sự tỏa nhiệt giữa hai chất lỏng và môi trường (cốc đựng, không khí…) thì khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ t của hai chất lỏng trên có giá trị là: $t<{\displaystyle \frac{t_1+t_2}{2}}$

Chọn B

a) Nhiệt độ cuối cùng của hai thìa có bằng nhau không? Tại sao?

b) Nhiệt lượng mà hai thìa thu được từ nước có bằng nhau không? Tại sao?

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính nhiện lượng $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Sử dụng điều kiện cân bằng $Q_{toa}=Q_{thu}$

Lời giải:

a) Nhiệt độ cuối cùng là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Do đó nhiệt độ cuối cùng của hai thìa đều bằng nhau.

b) Nhiệt lượng hai thìa thu được từ nước không bằng nhau, vì độ tăng nhiệt độ của hai thìa giống nhau nhưng nhiệt dung riêng của đồng và nhôm khác nhau.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính nhiện lượng $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Sử dụng điều kiện cân bằng $Q_{toa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Tóm tắt:

Nhiệt lượng kế: m1 = 128g = 0,128kg; t1 = 8,4; c1 = 380J/kg.K

Nước: m2 = 240g = 0,24kg; t2 = 8,4; c2 = 4200J/kg.K

Hợp kim: m3 = 192g = 0,192kg; t3 = 100

tcân bằng = t = 21,5

Tìm c3 = ?

Lời giải: 

Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào:

Q1 = m1C1 (t – t1) = 0.128. 380 (21,5 – 8,4) = 637,184J

Q2 = m2C2 (t – t2) = 0,24. 4200 (21,5 – 8,4) = 13204,8J

Nhiệt lượng miếng hợp kim tỏa ra:

Q3 = m3C3 (t3 – t) = 0.192. C3 (100 - 21,5) = 15,072. C3

Ta có: Q1 + Q2 = Q3 = 637,184 + 13204,8 = 15,072. C3

⇒ C3 ≈ 918 J/kg.K

Hợp kim này không thể là hợp kim của đồng và sắt vì cả hai chất đều có nhiệt dung riêng nhỏ hơn 918J/kg.K

Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong hợp kim?

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính nhiện lượng $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

Sử dụng điều kiện cân bằng $Q_{toa}=Q_{thu}$

Lời giải:

Gọi m1 là khối lượng của chì, m2 là khối lượng của kẽm, m là khối lượng của hợp kim:

m = m1 + m2 = 0,05kg (1)

Nhiệt lượng chì và kẽm tỏa ra:

Q1 = m1C1(136 - 18) = 15 340m1

Q2 = m2C2 (136 - 18) = 24 780m2

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q3 = m3C3 (18 - 14) = 840 J

Vì muốn cho nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J nên nhiệt lượng kế thu vào: 

Q4 = Qk.(t – tn) = 65,1.(18 - 14) = 260,4 J

Ta có: Q1 + Q2 = Q3 + Q4

15 340m1 + 24 780m2 = 1100,4 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: m1 = 0,015kg và m2 = 0,035kg

Vậy khối lượng chì là 15g và khối lượng kẽm là 35g