Tặng hs 40 câu VDC trong khoá video 100 câu VDC Nhiệt Học [PDF]

Zitiervorschau

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

TUYỂN TẬP 100 BÀI VD, VDC CHUẨN VÀ HAY PHẦN VẬT LÍ NHIỆT DÀNH CHO 2K7 Tài liệu bán kèm video giảng giải chi tiết cực dễ hiểu, đảm bảo hs cơ bản vẫn hiểu bình thường. Đây đều là những bài sâu bản chất hiện tượng và đã được các trường chuyên lớn trên cả nước sử dụng làm đề thi tuyển sinh hoặc HSGTP các năm. giá bán trong tháng 9 chỉ 199k

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

Câu 1. Cho hai bình nhiệt lượng kế A và B. Ban đầu bình A chứa hỗn hợp nước và nước đá ở 0°C, bình B chứa nước ở nhiệt độ t = 30°C. Khối lượng nước trong bình B là m0 = 2,25kg . Người ta thực hiện thí nghiệm lần thứ nhất như sau: lấy một lượng nước có khối lượng Δm từ bình B đổ sang bình A, đợi khi có cân bằng nhiệt (khi đó trong bình A vẫn còn nước đá) thì lấy một lượng nước cũng có khối lượng Δm từ bình A đổ lại vào bình B; khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước trong bình B là t 1 = 28°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với các bình nhiệt lượng kế, sự trao đổi nhiệt của nước với môi trường. Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4,18 J/g.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 𝜆 = 334 J/g. 1) Tìm Δm 2) Để tìm khối lượng của nước đá ban đầu có trong bình A, người ta lặp lại thí nghiệm như thí nghiệm lần thứ nhất nhiều lần. Khi thực hiện thí nghiệm đến lần thứ 7 thì lượng nước đá trong bình A vừa tan hết. Tìm khối lượng của nước đá ban đầu có trong bình A. Câu 2. Cho hai bình cách nhiệt hoàn toàn với môi trường ngoài. Người ta đổ vào mỗi bình 300 g nước, bình 1 nước có nhiệt độ 55,6 0C và bình 2 nước có nhiệt độ 300C. Bỏ qua sự mất nhiệt khi đổ, khi khuấy và nhiệt dung của 2 bình. 1. Lấy ra 100g nước từ bình 1 đổ sang bình 2 rồi khuấy đều. Tính nhiệt độ của nước ở bình 2 khi cân bằng nhiệt. 2. Từ bình 2 (khi đã cân bằng nhiệt) lấy ra 100g nước đổ sang bình 1 rồi khuấy đều. Tính nhiệt độ của nước ở bình 1 khi cân bằng nhiệt và hiệu nhiệt độ giữa bình 1 và bình 2 khi đó. 3. Cứ đổ đi đổ lại như thế với cùng 100 g nước lấy ra. Tìm số lần đổ từ bình 2 sang bình 1 để hiệu nhiệt độ của nước trong hai bình khi cân bằng nhiệt là 0,4 0C. Câu 3. Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50 g ở nhiệt độ 136°C vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần để làm cho vật nóng thêm lên 1°C là 50J/độ chứa 100g nước ở nhiệt độ 14°C. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong hợp kim trên? Biết có cân bằng nhiệt trong nhiệt lượng kế thì nhiệt độ là 18°C và nhiệt dung riêng của kẽm, chì, nước lần lượt là 335 J/(kg.độ). 130 J/(kg.độ), 4200 J/(kg.độ). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Câu 4. Công Minh đặt nồi nước lên bếp để chuẩn bị cho bữa trưa. Khi nước đang được đun, Minh nhận được tin bạn Long sẽ đến để trao đổi bài đội tuyển và dùng bữa trưa với mình. Minh liền đổ thêm vào nồi một ca nước lạnh (ở nhiệt độ t 0) và tiếp tục đun. Vốn đam mê làm Thực nghiệm, Minh đo nhiệt độ của nước trong nồi. Đồ thị phụ thuộc của nhiệt độ theo thời gian được cho trên Hình 3. Lý tưởng hóa rằng nồi nước được cấp nhiệt với công suất không đổi; không có sự truyền nhiệt ra môi trường; khi đổ thêm nước và cho thức ăn vào thì quá trình cân bằng nhiệt trong nồi xảy ra rất nhanh. a) Xác định giá trị t0 b) Khi nước bắt đầu sôi thì Minh cho rau (cũng có nhiệt độ ban đầu bằng t0) vào nồi. Nhiệt độ của nước trong nồi lập tức tụt xuống t1. Minh đun thêm 2 phút nữa thì nước sôi trở lại. Tính t1. Hoàn thiện đồ thị phụ thuộc nhiệt độ của nước theo thời gian từ T = 0 tới thời điểm dừng đun lúc T = 11 phút.

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

Câu 5. Hình 2 mô tả một tủ lạnh có một lớp polystyrene giữa thành trong và vỏ ngoài. 1. Giải thích vai trò của lớp polystyrene đối với tủ lạnh. 2. Tại sao bộ phận làm lạnh lại đặt phía trên trong không gian tủ lạnh ? 3. Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5 kg chứa 2 kg súp được cất vào tủ lạnh đến khi đạt 12 0C. Muốn đun lượng súp đó tới 1000C trong 10 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu ? Biết nhiệt dung riêng của súp là 4500 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh.

Hình 2

Câu 6 . a. Nước có thể bay hơi ở 00C và quá trình bay hơi này xảy ra nhanh khi áp suất mặt thoáng giảm xuống rất thấp. Cho biết trong quá trình bay hơi này, cứ 1 kg nước ở 00C chuyển thành hơi thì 1 kg hơi nước đó đã lấy của phần lỏng còn lại một nhiệt lượng 2,5.106 J. Hỏi khi có 100g nước ở 00C trong một chậu bị chuyển thành hơi như nêu trên thì phần hơi nước đó đã lấy của khối nước còn lại trong chậu một nhiệt lượng bao nhiêu Jun. b. Sự mất nhiệt năng của khối nước còn lại như nêu trên làm cho một phần của khối nước đó đông đặc thành nước đá ở 00C. Cho biết để làm 1 kg nước ở 00C bị đông đặc hoàn toàn thành nước đá (ở 00C) thì cần lấy ra khỏi khối nước đó một nhiệt lượng là 334000 J. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt lượng giữa thành chậu với khối “nước – nước đá" trong chậu và với môi trường xung quanh. Hỏi quá trình bay hơi 100g nước như trên có thể tạo thành được bao nhiêu gam nước đá trong chậu? c. Một bạn học sinh làm nước đá (đông đặc ở 00C) từ một cốc nước có nhiệt độ ban đầu lớn hơn 00C. Bạn này đặt cốc nước đó vào trong một bình kín, sau đó dùng máy hút không khí ra khỏi bình. Sự hút khi này làm giảm và duy trì áp suất khi rất thấp trong bình. Hãy giải thích cách làm trên. Câu 7. Để đúc một tượng nhỏ, người ta cho miếng hợp kim thiếc có khối lượng m = 150 g vào một cái khuôn đúc và đặt nó trên một bếp nung. Khi hợp kim bắt đầu nóng chảy người ta ghi lại sự phụ thuộc của nhiệt độ t vào thời gian 𝜏 (bảng 1). Ngay sau khi toàn bộ hợp kim chuyển sang pha lỏng hoàn toàn (ở thời điểm 𝜏 = 50 s) thì đưa khuôn đúc ra khỏi bếp. Giả sử công suất truyền nhiệt P cho khối hợp kim trong quá trình nung và công suất mất nhiệt P x của khối hợp kim trong suốt quá trình thí nghiệm không đổi; khuôn đúc có khối lượng không đáng kể và chịu nhiệt tốt. Nhiệt nóng chảy của hợp kim thiếc là 𝜆 = 20 kJ/kg. Dựa vào kết quả đo (bảng 1) và đồ thị biểu diễn phụ thuộc của nhiệt độ t theo thời gian 𝜏 (hình 1) đã được xử lí từ bảng 1, hãy xác định: a. nhiệt dung riêng của hợp kim thiếc và công suất P. b. khoảng thời gian T kể từ khi đưa khuôn đúc ra khỏi bếp đến khi hợp kim đông đặc hoàn toàn. Bảng 1 t 0C 238,0 238,2 237,7 238,3 238,1 240,4 243,2 246,1 248,0 0 8 15 27 35 42 45 48 50 𝜏(𝑠) t 0C 𝜏(𝑠)

246,9 53

244,7 59

242,0 68

239,1 77

238,0 80

238,2 84

237,8 89

238,0 95

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

Đồ thị biểu diễn phụ thuộc của nhiệt độ t 0C theo thời gian 𝜏(𝑠) Câu 8. 2 Có ba bình cách nhiệt giống nhau, chứa cùng một loại chất lỏng chiếm 3 thể tích của mỗi bình. Bình 1 chứa chất lỏng ở 30°C, bình 2 chứa chất lỏng ở 60°C, bình 3 chứa chất lỏng ở 90°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường khi rót chất lỏng từ bình này sang bình khác và chất lỏng không bị mất mát trong quá trình rót. a) Rót chất lỏng từ bình 3 vào bình 2 cho tới khi đầy bình 2. Hỏi nhiệt độ của chất lỏng trong bình 2 khi có cân bằng nhiệt bằng bao nhiêu? b) Sau vài lần rót chất lỏng từ bình này sang bình khác, người ta thấy bình 3 được chứa đầy chất lỏng 1 ở nhiệt độ 68°C, còn bình 2 chứa chất lỏng chiếm 2 thể tích bình ở nhiệt độ 54°C. Hỏi chất lỏng chứa trong bình 1 có nhiệt độ bằng bao nhiêu? Câu 9. a) Khi cần đun sôi một lượng nước nguội có khối lượng M để pha trà, bạn được gợi ý hai cách đun sau: Cách 1: Đun trực tiếp lượng nước M ở trên. Cách 2: Rót thêm một ít nước nóng có khối lượng m vào lượng nước M ở trên rồi mới đun. Bạn sẽ chọn cách đun nào để nhanh có nước sôi pha trà? Giải thích. b) Khi nước trong ấm đã sôi, ta thấy hơi nước phụt ra từ đầu vòi ấm (giả sử ấm được đậy nắp kín và tất cả lượng nước đã hóa hơi đều thoát ra ngoài qua vòi ấm hoàn toàn thông suốt). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của hệ với môi trường và sử dụng các thông số sau: bếp được mắc vào nguồn điện không đổi có hiệu điện thế U = 220 V. hiệu suất của bếp là H = 90%; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,26.106 J/kg; khối lượng riêng của hơi nước là D = 0,6 kg/m3; tiết diện của đầu vòi ấm là S = 2 cm2; tốc độ phụt của dòng hơi nước thoát ra từ đầu vòi ấm là v = 1,84 m/s; Hãy xác định điện trở của bếp. c) Nếu sơ ý để cùng một lượng hơi nước sôi hoặc nước sôi chạm vào tay chúng ta (nhiệt độ cơ thể 370C) thì theo bạn trường hợp nào vết bỏng sẽ nặng hơn? Giải thích. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của hơi nước sôi và nước sôi đối với môi trường xung quanh trước khi chạm vào tay chúng ta. Câu 10. Một bình hình trụ có bán kính đáy là R1 =20cm chứa nước đặt trên mặt bàn nằm ngang, nhiệt độ của nước trong bình là t1 = 30°C . Người ta thà một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính R2 = 10cm, nhiệt độ của quả cầu nhôm là t2 = 50°C vào bình thì mực nước ngập chính giữa quả cầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu với bình và môi trường; khối lượng riêng của nước là D1 =1000kg/m3 và của nhôm là D2, = 2700kg/m3; nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200J/kg.K và của nhôm là c2 = 880J/kg.K. (Cho 4 3 biết công thức tinh thể tích hình cầu là 𝑉𝑐 = 3 𝜋𝑅𝑐3, thể tích hình trụ là 𝑉𝑡𝑟 = 𝜋𝑅𝑡𝑟 ℎ, lấy 𝜋 = 3,14). 1. Tìm nhiệt độ của nước khi có cân bằng nhiệt. Tính áp lực của quả cầu lên đáy bình. 2. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3 =15°C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng của dầu là D3 = 800kg/m3, nhiệt dung riêng của dầu là c3 = 2800J/kg.K . Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, dầu,

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

quả cầu với bình và môi trường. Hãy xác định nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt và áp lực của quả cầu lên đáy bình. Câu 11 . Bình cách nhiệt A có chứa nước với khối lượng m1 ở nhiệt độ t01, bình cách nhiệt B chứa chất lỏng khác có khối lượng m2 = 2,5m1 ở nhiệt độ t02. Một học sinh dùng một nhiệt kế, lần lượt nhúng đi nhúng lại vào bình A, vào bình B rồi lại vào bình A,... . Thời gian mỗi lần nhúng đủ để cân bằng nhiệt thì số chỉ của nhiệt kế lần lượt là 90°C; 25°C; 85°C; 28°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và nhiệt dung của các bình. Sau mỗi lần nhúng thì không có chất lỏng bám vào nhiệt kế và nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K. a) Tính nhiệt dung riêng của chất lỏng ở bình B. b) Đến lần nhúng tiếp theo nhiệt kế chỉ bao nhiêu? c) Sau một số rất lớn lần nhúng như vậy, nhiệt kế sẽ chỉ bao nhiêu?

Câu 12 . Ba vật nặng M1, M2, M3 có khối lượng lần lượt là 200 g, 300 g, 500 g có cùng chất liệu và được nung nóng tới cùng nhiệt độ T. Cho một bình nước ở nhiệt độ t có dung tích đủ lớn để khi thả các vật vào nước không bị tràn ra ngoài. • Thả vật nặng M1 vào bình nước, đến khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước tăng thêm 4°C. 1

• Bỏ bớt 2 lượng nước trong bình và thả tiếp vật nặng M2 vào nước, đến khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước tăng 5,4°C. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa và sự mất mát nhiệt ra môi trường. a. Viết các phương trình cân bằng nhiệt ở các trường hợp trên và xác định (T − t). 1

b. Bỏ bớt đi 2 lượng nước trong bình và thả vật nặng M3 vào bình nước. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình tăng thêm bao nhiêu? Câu 13 . Người ta đổ vào ly một dung dịch cà phê ở nhiệt độ t 1 = 900C và thả vào đó cục nước đá ở nhiệt độ t2 = 00C. Khi nước đá tan hết nhiệt độ của dung dịch là t 0 = 500C. Hỏi khi đó nồng độ cà phê trong dung dịch giảm bao nhiêu phần trăm so với lúc đầu? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa dung dịch cà phê với ly và môi trường xung quanh. Biết nhiệt dung riêng của dung dịch cà phê và của 𝑘𝐽 nước là như nhau và bằng c = 4,2 kJ/kg.độ; nhiệt nóng chảy của nước đá là 𝜆 = 330 𝑘𝑔; nồng độ của cà phê là tỷ số giữa khối lượng cà phê nguyên chất và tổng khối lượng của dung dịch. Câu 14. 1. Cho hai bình cách nhiệt cùng chứa nước, bình 1 chứa 6 kg nước ấm, bình 2 chứa 3 kg nước lạnh. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiệt trong quá trình trao đổi nhiệt. Nếu đổ hết nước từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ bình 2 tăng thêm 27 0C. Tính hiệu nhiệt độ ban đầu của nước trong hai bình. Biết rằng, nước không tràn ra ngoài và trao đổi nhiệt diễn ra nhanh chóng. 2. Cho hai bình cách nhiệt cùng chứa nước, bình 1 chứa nước ấm, bình 2 chứa nước lạnh. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiệt trong các quá trình trao đổi nhiệt. Lần lượt múc từng ca nước từ bình 1 đổ vào bình 2 và ghi lại nhiệt độ của nước sau khi có cân bằng nhiệt ở bình 2. Biết rằng, sau lần đổ thứ nhất, thứ hai, thứ ba và thứ tư thì nhiệt độ cân bằng của nước trong bình 2 lần lượt là t 1 = 160C, t2 = 220C, t3 và t4 =280C. Biết khối lượng ban đầu của nước trong bình 2 là 2 kg, coi nhiệt độ và khối lượng

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

nước trong ca múc từ bình 1 trong các lần luôn không đổi. Tính t 3 và khối lượng nước trong ca mỗi lần múc. Câu 15. Một khối nhôm đặc, đồng chất hình lập phương cạnh a được đặt trong một bể hình lăng trụ đứng có đáy là hình vuông cạnh b = 20 cm. Biết khối nhôm có khối lượng m 1 = 2,5 kg và nhiệt độ t1 = 50 oC. a) Đổ vào bể một lượng nước có khối lượng m 2 = 1,2 kg và nhiệt độ t2 = 21,3 oC. Các định nhiệt độ cân bằng của hệ. Biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là c 1 = 880 J/kgK và c2 = 4200 J/kgK. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và với bể. b) Đổ thêm vào bể một phần nước có nhiệt độ t 2 và một phần dầu có nhiệt độ t 3 = 80 oC thì thấy độ cao của toàn bộ phần chất lỏng so với đáy bể là h = 15 cm và nhiệt độ cân bằng của hệ là 33 o C. Xác định độ cao phần dầu trong bể. Biết khối lượng riêng của nhôm, của nước và của dầu lần lượt là D1 = 2500 kg/m3, D2 = 1000 kg/m3, D3 = 800 kg/m3, nhiệt dung riêng của dầu là c 3 = 2800 J/kgK, dầu nổi trên nước và không trộn lẫn vào nước. Câu 16. Người ta thả một miếng kim loại có khối lượng m (kg) đã được nung nóng đến nhiệt độ t1 vào một nhiệt lượng kế chứa 1,5m (kg) nước ở nhiệt độ 20°C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 70°C. Biết nhiệt dung riêng của kim loại là 400 J/kg.K , của nước là 4200 J/kg.K; khối lượng riêng của kim loại là 8900 kg/m3, của nước là 1000 kg/m3, nhiệt hóa hơi của nước là 2,3.10 6 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường. a. Xác định nhiệt độ ban đầu t1 của miếng kim loại. b. Sau đó, người ta thả một miếng kim loại đồng chất với miếng kim loại trên có khối lượng M (kg) cũng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước khi thả miếng kim loại M. Tìm tỉ số giữa M và m. Câu 17. Một bình nóng lạnh chứa 5 lít nước, công suất tiêu thụ điện năng là 1500 W. Mùa đông nhiệt độ nước chảy vào bình nóng lạnh là 20 oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 J/kgK, khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít (coi như không đổi). Cho rẳng bình nóng lạnh sử dụng đúng công suất và toàn bộ nhiệt năng do dòng điện sinh ra chỉ truyền cho nước trong bình. 1. Tính thời gian bật bình nóng lạnh để nước trong bình tăng nhiệt độ từ 20 oC đến 70 oC. 2. Trong quá trình sử dụng luôn có dòng nước lạnh 20 oC chảy vào bình và dòng nước nóng o 70 C chảy ra khỏi bình. Tính lưu lượng nước chảy qua bình nóng lạnh (số lít nước chảy qua bình trong một giây) để đảm bảo được nhiệt độ ổn định như trên. 3. Khi sử dụng người ta pha trộn nước 70 oC chảy ra từ bình nóng lạnh (lưu lượng ở ý 2) với một vòi nước lạnh khác ở nhiệt độ 20 oC. Để nước ngay sau khi pha trộn có nhiệt độ 40 oC thì tốc độ dòng chảy trong vòi nước lạnh là bao nhiêu? Biết tiết diện của ống nước lạnh là 1,2 cm 2. Câu 18. 1. Cho hai bình cách nhiệt hoàn toàn với môi trường ngoài. Người ta đổ vào mỗi bình 300g nước, bình 1 nước có nhiệt độ 60°C và bình 2 nước có nhiệt độ 20°C. Ở lần đổ qua lại thứ nhất, người ta lấy ra 100g nước từ bình 1 đổ sang bình 2 rồi khuấy đều, sau khi có cân bằng nhiệt lại lấy ra 100g nước từ bình 2 đổ sang bình 1 rồi khuấy đều. Bỏ qua sự mất nhiệt khi đổ và sự trao đổi nhiệt với vỏ bình. a. Tính hiệu nhiệt độ giữa hai bình sau lần đổ qua lại đầu tiên.

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

b. Cứ đổ đi đổ lại như thế với cùng 100g nước lấy ra. Tìm biểu thức tính hiệu nhiệt độ khi cân bằng nhiệt giữa hai bình theo số lần đổ qua lại. Đến lần đổ qua lại thứ bao nhiêu thì hiệu nhiệt độ đó là 0,625°C? 2. Trong mùa đông, một bồn tắm hộ gia đình hoạt động như sau: có 2 vòi nước đồng thời chảy vào bồn, vòi 1 là nước sôi ở 100°C, vòi 2 là nước lạnh có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ban đầu của môi trường một lượng 2°C. Lưu lượng chảy của vòi 2 gấp đôi so với vòi 1. Người bố vào tắm trước, ông mở đồng thời cả 2 vòi trong 3 phút thì khi cân bằng nhiệt thu được nước ấm có nhiệt độ t1 = 30°C, khi đó nhiệt độ phòng tắm là t2 = 28°C. Sau khi bố tắm xong, xả hết nước và mở cửa ra ngoài, một lúc sau thì người con vào tắm, lúc này nhiệt độ phòng tắm là t3 = 25°C. Người con mở vòi 1 trong 3 phút và vòi 2 trong 2,5 phút (nhiệt độ nước từ vòi 2 vẫn như ban đầu) thì thu được nước ấm có nhiệt độ t4 = 35°C, nhiệt độ trong phòng khi cân bằng tăng lên t5 = 32°C. Biết rằng khi người vào đóng cửa thì phòng tắm cách nhiệt tuyệt đối, nước hầu như không nở vì nhiệt. Cho khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. Tính nhiệt độ của nước lạnh chảy từ vòi 2. Câu 19. Một nhiệt lượng kế cách nhiệt chứa hỗn hợp gồm nước đá có khối lượng m và một chất rắn X dễ nóng chảy có khối lượng m1 = 1,05m. Người ta nhúng sợi đốt có công suất không đổi P để cấp nhiệt cho hỗn hợp trên. Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp là – 40 oC. Dùng một nhiệt kế nhúng vào nhiệt lượng kế và theo dõi sự phụ thuộc nhiệt độ của hỗn hợp theo thời gian T trong khoảng thời gian từ 0 đến 50 phút thì thu được đồ thị (như hình). Biết nhiệt dung riêng của nước đá là c= 2100 J/kg.K; nhiệt dung riêng của chất X ở trạng thái rắn là c1 = 1200 J/kg.K. Coi chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa sợi đốt, chất rắn X và nước đá. Hãy xác định: 1. Nhiệt nóng chảy 𝜆 của chất rắn X. 2. Nhiệt dung riêng c2 của chất rắn X ở trạng thái lỏng.

Câu 20. Vũ Lâm tiến hành thí nghiệm với ba bình nhiệt lượng kế giống nhau được bọc cách nhiệt với bên ngoài. Lâm dùng 1,4 kg nước chia vào ba bình đó. Cấp nhiệt đều cho ba bình với công suất bầng nhau và bằng 42 W rồi theo dõi nhiệt độ của ba bình. Lâm ghi lại giá trị nhiệt độ của ba bình ở các thời điểm khác nhau nhưng quên không ghi rõ giá trị nào tương ứng với bình nào. Các số liệu được cho như trong bảng sau: Thời gian: t (phút)

0

5

10

15

Nhiệt độ: T ( C)

20 22 25

28 29 30

33 34 40

37 40 50

o

Coi rằng chỉ có bình và nước trong bình nhận nhiệt từ nguồn cấp nhiệt. Nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K a) Hãy xác định tốc độ tăng nhiệt độ của mỗi bình (theo đơn vị oC/phút).

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

b) Xác định nhiệt lượng cần dùng để làm mỗi bình (không gồm nước trong bình) nóng thêm mỗi oC. c) Xác định khối lượng nước được chia vào mỗi bình. Câu 21. Cho một bình A cách nhiệt, chứa nước đầy tới miệng bình ở nhiệt độ t 0 = 25°C. Nếu thả vào trong bình A một quả cầu kim loại B đồng chất, đặc, đã được nung nóng tới nhiệt độ t = 120°C thì sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình là t 1 = 40°C. Cũng bình A đó, nếu thả đồng thời hai quả cầu B đã được nung nóng giống như trên vào bình thì sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình là t2 = 60°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường bên ngoài, chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa cầu kim loại và nước còn lại trong bình. Cho khối lượng riêng của nước là D0 = 1000 kg/m3, khối lượng riêng của vật B là D = 4500 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là c0 = 4200 J/kg.K. Xác định nhiệt dung riêng của quả cầu B. Câu 22. Để có 4,2 kg nước ở 36°C trong bình chứa, người ta trộn một khối lượng m1, nước ở 16°C với khối lượng m2 nước ở 100°C. Bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra mội trường và bình chứa nước. Biết nhiệt dung riêng của nước c = 4200 J/kg.K. a) Tính giá trị m1, m2. b) Bỏ một thỏi nước đá có khối lượng 100g ở 0°C vào bình chứa lượng nước trên. Xác định nhiệt độ của nước sau khi có cân bằng nhiệt. Biết nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg. Câu 23. Bạn An có khối lượng 45 kg, sau một thời gian chạy bộ buổi sáng thì cơ thể tiêu tốn năng lượng là 300 kcal (1 kcal = 4184 J). Cho rằng, 15% năng lượng tiêu tốn ở trên sinh ra nhiệt lượng làm nóng cơ thể. Biết cơ thể bạn An có nhiệt dung riêng là 3500 J/(kg.độ). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của cơ thể ra môi trường. Tính độ tăng nhiệt độ của cơ thể bạn An sau quá trình chạy. Câu 24 . Hình 2 biểu diễn sơ đồ của hệ thống làm mát động cơ ô tô. Trong một lần thử nghiệm hệ thống này, các số liệu được thống kê vào Bảng 1. Coi rằng, khi nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn thì 30% nhiệt năng từ nhiên liệu được chuyển thành cơ năng có ích. Thời gian thử nghiệm (phút) Khối lương nhiên liệu tiêu thụ (kg) Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg) Lưu lượng dòng nước làm mát (kg/s) Nhiệt độ của nước mát (°C) Nhiệt độ của nước nóng (°C) Lưu lượng không khí qua các lá tản nhiệt (kg/s) Nhiệt độ ban đầu của không khí (°C) Nhiệt dung riêng của dầu (J/kg.K) Nhiệt dung riêng của glycerine (J/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước (J/kg.K) Nhiệt dung riêng của không khí (J/kg.K) Bảng 1

5,0 0,80 4,6.107 0,22 30,0 80,0 1,25 20,0 1800 2430 4200 760

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

1. Tại sao nước được chọn là chất làm mát trong hệ thống thay vì các chất lỏng khác trong Bảng 1? 2. Tính nhiệt lượng hao phí trong thử nghiệm và nhiệt lượng nước nóng tỏa ra môi trường qua các lá tản nhiệt. Nêu hai nguyên nhân gây ra sự khác nhau giữa nhiệt lượng hao phí và nhiệt lượng nước nóng tỏa ra môi trường. 3. Tính nhiệt độ của dòng không khí đi ra khỏi các lá tản nhiệt. Câu 25. Một thanh nước đá có khối lượng m 1 = 500 g ở nhiệt độ t1 = - 5°C. Biết nhiệt dung riêng của nước đá và của nước lần lượt là c1 = 1800 J/kg.K và c2 = 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá 𝜆 = 34.104 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để thanh nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở 100 oC. b) Thả thanh nước đá trên vào một chậu nhôm đựng nước ở nhiệt độ t = 20 oC. Khi cân bằng nhiệt thì khối lượng nước đá còn lại là Δm = 100 g. Tính khối lượng nước đã có trong chậu lúc đầu. Biết chậu nhôm có khối lượng m3 = 1 kg, nhiệt dung riêng của nhôm c3 = 880 J/kgK.

Câu 26. Một bình hình trụ tiết diện ngang 200 𝑐𝑚2 chứa hỗn hợp gồm 1 kg nước và 1 kg nước đá ở nhiệt độ 0˚C. Bếp đun chứa M gam chất đốt mà chỉ có 80% thiệt lượng tỏa ra của chất đốt dùng để đun nóng chất trong binh. Biết nhiệt nóng chảy của nước đá λ= 3,4.105 J/kg, nhiệt hóa hơi, nhiệt dung riêng của nước là L = 2,3.102 J/kg, c = 4200 J/(kg.K); khối lượng tiếng của nước ở 100˚C là D = 960 kg/𝑚3 ; năng suất tỏa nhiệt của chất đốt q = 4,6.107 J/kg. Coi bình có thành mỏng, đáy nằm ngang, bỏ qua sự nở vì nhiệt a) Tìm khối lượng chất đốt cần đun để hỗn hợp trong bình là nước ở 100˚C b) Với M = 50 g, tìm mực nước trong bình ngay khi đun hết lượng chất đối này. Câu 27. 1. Dùng một bếp điện để đun 1,5 lít nước ở nhiệt độ 20℃ đựng trong một ấm nhôm có khối lượng 0,6 kg. Cho khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m3; nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là cn = 4200 J/kg.K, cnh = 880 J/kg.K. Biết nhiệt lượng của ấm tỏa ra môi trường xung quanh và lượng nước hóa hơi là không đáng kể; công suất tỏa nhiệt của bếp bằng 1500W và hiệu suất của quá trình đun là 80%. Tìm thời gian đun sôi lượng nước trên.

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

2. Trong một bình cách nhiệt có một cục nước đá A khối lượng m1 ở nhiệt độ -10℃. Người ta đổ thêm một lượng nước B có khối lượng m2 ở nhiệt độ 10℃ vào bình. Biết đồ thị mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ t của A và B vào nhiệt lượng 𝑄 như Hình 2. Cho nhiệt dung riêng của nước đá c1 = 1800 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước c2 = 4200 J/kg.K, nhiệt nóng chảy riêng của nước đá 𝜆 = 34.104 J/kg. a) Xác định giá trị của m1 và m2. b) Tính khối lượng nước có trong bình khi cân bằng nhiệt.

𝑡(℃) 10 72

O

42

𝑄(kJ)

-10 Hình 2

Câu 28. Xét một lượng nitơ lỏng (𝑁2 ) ở nhiệt độ -195°C, trong bình chứa, để ngoài không khí. Đến thời điểm t người ta thả nhẹ vào bình một khối trụ làm bằng đồng có khối lượng 500 g, ở cùng nhiệt độ không khí. Bỏ qua thời gian khối trụ chìm vào nitơ. Cho rằng trong cả quá trình chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nitơ, khối trụ và không khí; toàn bộ khối trụ luôn ngập trong nitơ, công suất trao đổi nhiệt của không khí là không thay đổi. Cho biết, khi để nitơ lỏng ở ngoài không khí chỉ xét xảy ra sự chuyển thể từ trạng thái lỏng sang hơi do quá trình trao đổi nhiệt, trong cả quá trình thí nghiệm, nitơ không thay đổi nhiệt độ. Liên tục ghi nhận khối lượng chất còn lại trong bình chứa (không tính khối lượng bình chứa) theo thời gian t (với 0 ≤ t ≤ 7𝑡0 ), người ta vẽ được dạng đồ thị khối lượng nitơ còn lại trong bình chứa theo thời gian như hình III và bảng các số liệu sau: 7

Thời điểm

(1): t = 0

(2): t = 𝑡0

(3): t = 3 𝑡0

(4): t =

Khối lượng (g)

800,0

740,0

1160,0

952,6

11 3

𝑡0

(5): t = 6𝑡0 717,0

m (g) (3)

(4) (1)

(2) (5)

O

𝑡0 2𝑡0

3𝑡0

4𝑡0

5𝑡0 6𝑡0

7𝑡0

t

Hình III

Biết nhiệt hóa hơi riêng của nitơ lỏng (nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg nitơ lỏng chuyển sang thể hơi) là L= 1,9.105 J/kg, nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kgK. 1 a. Xác định vật thu nhiệt, vật tỏa nhiệt trong quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật.

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

b. Giải thích vì sao đồ thị tương ứng với giai đoạn 0 ≤ t ≤ 2𝑡0 và 5𝑡0 ≤ 𝑡 ≤ 7𝑡0 song song với nhau. 2 Dựa vào các thông tin được cung cấp, bạn hãy: a. lập phương trình biểu diễn khối lượng chất trong bình chứa theo thời gian. b. tính theo 𝑡0 thời điểm 𝑡1 thả khối trụ vào bình chứa, thời điểm 𝑡2 khối trụ cân bằng nhiệt với nitơ. c. tính nhiệt độ của khối trụ ngay trước khi thả vào nitơ.

Câu 29. Để có 3 kg nước ở nhiệt độ 36˚ C, người ta pha một lượng nước có khối lượng 𝑚1 (kg) ở nhiệt độ 12˚ C với một lượng nước có khối lượng 𝑚2 (kg) ở nhiệt độ 84°C. Tính khối lượng 𝑚1 và 𝑚2 . Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Câu 30. Hai bình nhiệt lượng kế, mỗi bình chứa 360 g nước, bình A ở nhiệt độ 30°C, bình B ở nhiệt độ 90°C. Người ta dùng một cái ca múc nước từ bình A đổ vào bình B xong rồi khuấy đều, sau đó lại múc nước từ bình B đổ trở lại bình A và khuấy đều (khối lượng nước mỗi lần múc trong ca là 40 g). Coi một lần dùng ca múc nước đổ qua và đổ trở lại tính là một lượt. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với môi trường, bình chứa, ca múc. a) Tính nhiệt độ của nước trong mỗi bình sau một lượt đổ. b) Hỏi phải đổ ít nhất bao nhiêu lượt để hiệu nhiệt độ giữa hai bình nhỏ hơn 10°C? Câu 31. Có ba bình cách nhiệt đựng nước, nhiệt độ và thể tích ban đầu của nước trong mỗi bình được cho như Hình 2a. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước với môi trường. 1. Ta lấy nước ở các bình trên (có thể lấy từ hai hoặc ba binh) đổ vào bình thứ 4. Trình bày hai cách lấy để bình thứ 4 có được 4 lít nước ở 50˚ C. 2. Sau khi rót nước qua lại giữa các bình, nhiệt độ và thể tích ở các bình được cho như Hình 2b. Xác định thể tích 𝑉𝑥 và nhiệt độ 𝑡𝑥 của nước trong bình thứ 3.

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

Câu 32. 1. Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong ca nhôm theo nhiệt lượng được cung cấp có đồ thị như Hình 2. Xác định khối lượng nước đá và khối lương ca nhôm. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 𝜆 = 34.104 (J/kg); Nhiệt dung riêng của nước c1 = 4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm là c2 = 880 J/kg.K.

𝑡(℃) 2,5 265,075

O

255 Hình 2

𝑄(kJ)

2. Một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước ở nhiệt độ t0 = 20℃. Người ta lần lượt thả vào bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng đến 100℃. Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t1 = 40℃. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt lượng kế và môi trường. Giả thiết nước không bị tràn ra ngoài. a. Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt nếu ta thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ ba vào bình? b. Cần phải thả bao nhiêu quả cầu để nhiệt độ nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 90℃?

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

Câu 33. 1. Một nhiệt lượng kể bằng nhôm có khối lượng 𝑚1 =100g đựng một lượng nước có khối khối lượng 𝑚2 =700g đang ở nhiệt độ là 𝑡1 =20°C. Thả một vật cũng bằng nhôm có khối lượng 𝑚3 = 270g ở nhiệt độ 𝑡2 =144°C ngập vào trong nước. Khi cân bằng nhiệt được thiết lập, nhiệt độ của hệ là 𝑡3 = 29 °C . Biết 𝐽 nhiệt dung riêng của nước là 𝑐𝑛 = 4,186 𝑔.𝐾 Bỏ qua nhiệt lượng trao đổi của hệ với môi trường bên ngoài và lượng nước bay hơi. Xác định nhiệt dung riêng của nhôm.

a

b

Hình 2

2. Một vật có dạng hình hộp chữ nhật có kích thước a×a×b, có khối lượng m=1kg được phơi dưới ánh sáng mặt trời sao cho các tia sáng mặt trời luôn chiếu vuông góc với bề mặt của vật như Hình 2. Cho biết trong mỗi giây, 1 𝑚2 mặt phẳng vuông góc với các tia sáng mặt trời nhận được năng lượng là E=1400J . Vật m chuyển hóa 25% năng lượng mặt trời tới vật thành nhiệt năng. Sau một thời gian, vật đạt nhiệt độ ổn định là 50˚C. Cho rằng tốc độ truyền nhiệt P từ vật m ra môi trường bên ngoài được tính theo công thức: P = 0,1. 𝑆𝑡𝑝 .(t - 𝑡𝑚𝑡 )+5,67.10−8. 𝑆𝑡𝑝 . [(𝑡 + 273)4 –(𝑡𝑚𝑡 + 273)4 ] Trong đó: nhiệt độ t của vật tính bằng ˚C, nhiệt độ môi trường 𝑡𝑚𝑡 tính bằng ˚C, 𝑆𝑡𝑝 là diện tích toàn phần của vật tính bằng 𝑚2 và P tính bằng J/s. Cho biết nhiệt độ môi trường 𝑡𝑚𝑡 =30°C, khối lượng riêng 𝑔 của vật là D = 2,7 𝑐𝑚3 . Xác định các kích thước a và b của vật. Câu 34. Để hãm nước chè tươi, một người lần lượt thực hiện 2 giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Người đó đổ 0,2 lít nước sôi ở 100℃ vào bình sứ bên trong chứa 30 g lá chè tươi ở 25℃. Sau khi cân bằng nhiệt thì đổ toàn bộ nước trong bình đi. - Giai đoạn 2: Đổ tiếp 2 lít nước sôi ở 100℃ vào bình rồi đợi 30 phút. Cho: nhiệt dung của bình là q = 2400 J; nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200 J/kg.K; nhiệt dung riêng của lá chè tươi là C2 = 1200 J/kg.K; khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m3. a) Bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra ngoài môi trường trong giai đoạn 1. Xác định nhiệt độ của lá chè khi kết thúc giai đoạn 1. b) Trong giai đoạn 2, coi nhiệt lượng tỏa ra ngoài môi trường trong mỗi giây là không đổi. Xác định nhiệt lượng tỏa ra mỗi trường trong mỗi giây biết khi kết thúc giai đoạn 2, nhiệt độ của nước chè trong bình là 80℃. Câu 35 . Hai bình A, B chứa các lượng nước có khối lượng m₁, m2, (với m2 = km1) ở các nhiệt độ tương ứng là t₁ và t2. Ban đầu, rót một nửa lượng nước có trong bình A sang bình B thì khi cân bằng nhiệt độ nước trong bình B giảm đi 20°C. Sau đó, rót một nửa lượng nước có trong bình B về bình A thì khi cân bằng nhiệt độ nước trong bình A tăng thêm 24°C so với ban đầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước với bình chứa và môi trường. a) Xác định giá trị của k. b) Nếu đem trộn tất cả lượng nước trong hai bình với nhau thì khi cân bằng nhiệt thu được nước ở nhiệt độ 50°C. Tìm giá trị t₁ và t₂. Câu 36. 1. Cho hai bình cách nhiệt hoàn toàn với môi trường ngoài. Người ta đổ vào mỗi bình 300 g nước nhiệt độ khác nhau: bình 1 nước có nhiệt độ 60 °C và bình 2 nước có nhiệt độ 30 °C. Bỏ qua sự

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

mất mát nhiệt khi đổ, khi khuấy và nhiệt dung của 2 bình. a, Lấy ra 100 g nước từ bình 1 đổ sang bình 2 rồi khuấy đều. Tính nhiệt độ của nước ở bình 2 khi cân bằng nhiệt. b,Từ bình 2 (khi đã cân bằng nhiệt) lấy ra 100 g nước đổ sang bình 1 rồi khuấy đều. Tính nhiệt độ của nước ở bình 1 khi cân bằng nhiệt và hiệu nhiệt độ giữa 2 bình khi đó.

2. Một vật có khối lượng m₁ = 1 kg làm bằng vật liệu mà đồ thị mô tả sự phụ thuộc của nhiệt dung riêng c1 của vật theo nhiệt độ được cho trên Hình 3. Vật này được đốt nóng đến nhiệt độ t₁ = 100 °C thì thả vào một bình nhiệt lượng kế chứa một lượng nước đang ở nhiệt độ t2 = 20 °C. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình là to = 60 °C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa bình nhiệt lượng kế với môi trường. Tính khối lượng nước chứa trong bình nhiệt lượng kế. Cho nhiệt dung riêng của nước là c2 = 4,2 kJ/(kg.°C).

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

Câu 37. Nhiệt kế là dụng cụ đo nhiệt độ của vật dựa vào sự phụ thuộc của một đại lượng vật lý nào đó theo nhiệt độ. Với nhiệt kế thủy ngân thì nhiệt độ được xác định dựa trên sự giãn nở vì nhiệt của thủy ngân và thông qua việc xác định độ cao cột thủy ngân trong ống ở các nhiệt độ khác nhau, ta xác định được nhiệt độ cần đo. Để tạo một thang nhiệt độ (nhiệt giai), người ta chọn hai vạch mốc, mỗi vạch gán cho một giá trị nào đó và trong khoảng giữa hai vạch đó được chia thành những khoảng nhỏ bằng nhau. Tùy theo cách xác định các vạch mốc trên nhiệt kế và số lượng khoảng các khoảng nhỏ ta có các thang nhiệt độ khác nhau. 1. Trong thang nhiệt độ Celcius phổ biến hiện nay (ký hiệu t, đơn vị °C), người ta chọn mốc 0 °C ứng với nhiệt độ nước đá tinh khiết đang tan ở áp suất 1 atm và 100 °C ứng với nhiệt độ sôi của nước tinh khiết ở áp suất 1 atm. Từ vạch 0 °C đến vạch 100 °C chia thành 100 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng ứng với 1 °C (Hình 1) Trong thang nhiệt độ Farenheit (ký hiệu T, đơn vị °F) người ta chọn vạch 32 °F trùng với vạch tương ứng với nhiệt độ 0 °C và vạch 212 °F trùng với vạch tương ứng với nhiệt độ 100 °C. Từ vạch 32 °F đến vạch 212 °F chia thành 180 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng ứng với 1°F. a. Hãy tìm biểu thức liên hệ giữa nhiệt độ trong hai thang Celcius và Farenheit. b. Giả sử trong thang Farenheit thay vì là các số 32 °F và 212 °F thì được sửa tương ứng thành x °F và y °F, khi đó thân nhiệt của một người ở 37 °C có giá trị 86,6 °F . Hãy xác định x và y. 2. Xét nhiệt kế sử dụng hai thang đo khác nhau với cách chọn mốc như sau: Thang đo x (nhiệt độ ký hiệu Tx đơn vị °X) chỉ vạch 20 °X ứng điểm nước đá tinh khiết đang tan ở 1 atm và chỉ 220 °X khi nước tinh khiết sôi ở 1 atm, còn thang đo y (nhiệt độ ký hiệu Ty đơn vị °Y) cho các giá trị tương ứng là – 20 °Y và 380 °Y. Hỏi ở nhiệt độ nào theo thang Celcius thì - số chỉ trên hai thang đo x và y cùng giá trị? Câu 38. Từ một nguồn chứa nước nóng với nhiệt độ không đổi, người ta lấy 150 g nước nóng đổ vào một bình kim loại rỗng. Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của bình đã tăng thêm 4 °C so với lúc đầu. Sau đó tiếp tục đổ thêm vào bình 270 g nước nóng lấy từ nguồn trên thì nhiệt độ của bình khi cân bằng nhiệt tăng thêm 4 °C nữa (Hình 4). Hỏi phải tiếp tục đổ thêm bao nhiêu gam nước nóng như trên vào bình để nhiệt độ bình khi cân bằng nhiệt tăng thêm 4 °C? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Câu 39. Một bệnh nhân có cân nặng 62 kg, đang bị sốt ở nhiệt độ 101 °F và được nằm nghỉ ngơi trong một phòng bệnh ở nhiệt độ to = 90 °F. Nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân cần được giảm xuống còn 98 °F để đảm bảo an toàn cho sức khỏe. Quá trình giảm nhiệt độ của cơ thể người chịu ảnh hưởng bởi hai cơ chế là quá trình truyền nhiệt từ cơ thể ra môi trường xung quanh và quá trình hóa hơi của mồ hôi. Giả sử rằng nhiệt lượng do cơ thể truyền ra môi trường trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa cơ thể với môi trường theo hệ số k. Khi một bệnh nhân bị sốt thì công suất sản sinh nhiệt trung bình trong cơ thể là P = 159 W. Nhiệt dung riêng của cơ thể người c =

GV: LÊ TRUNG TIẾN

ZALO: 0901.959.959

WEB: tienphysics.edu.vn

3,145 kJ/(kg×°C), ẩn nhiệt hóa hơi riêng của mồ hôi ở nhiệt độ phòng khoảng L = 2427 kJ/kg và được xem như không đổi theo nhiệt độ. a. Quy đổi nhiệt dung riêng của cơ thể người từ đơn vị kJ/(kg×°C) sang đơn vị kJ/(kg×°F). b. Nếu bệnh nhân trên chưa uống thuốc hạ sốt, nằm nghỉ trong phòng bệnh thì nhiệt độ cơ thể của họ giữ nguyên ở nhiệt độ 101 °F và lượng mồ hôi bị hóa thành hơi không đáng kể. Xác định hệ số tỷ lệ k. c. Bệnh nhân trên được bác sĩ điều trị bằng thuốc hạ sốt. Thuốc hạ sốt giúp tăng cường tốc độ hóa hơi của mồ hôi nhằm hỗ trợ cho quá trình giảm nhiệt. Nếu quá trình hóa hơi của mồ hôi là cơ chế chủ yếu giúp giảm nhiệt độ của bệnh nhân, thì nhiệt độ của họ sẽ giảm đến giá trị an toàn sau khi uống thuốc 27 phút. Xác định nhiệt lượng đã cung cấp cho quá trình hóa hơi trong khoảng thời gian trên, suy ra khối lượng mồ hôi hóa hơi trung bình trong một đơn vị thời gian nếu được điều trị bằng thuốc hạ sốt. d. Lúc bệnh nhân trên bị sốt cao đến nhiệt độ 104 °F, được điều trị bằng thuốc hạ sốt cùng loại, cùng liều lượng như trước. Xác định thời gian để nhiệt độ cơ thể bệnh nhân giảm đến giá trị an toàn sau khi họ uống thuốc và nghỉ ngơi trong phòng bệnh.

Câu 40. Trong một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa m0=100g nước ở nhiệt độ t0=200C, người ta bắt đầu nhỏ các giọt nước nóng xuống đều đặn, nhiệt độ nước nóng không đổi. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong nhiệt lượng kế vào số giọt nước nhỏ vào bình có dạng như hình vẽ. Coi khối lượng của các giọt nước là như nhau và sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiệt vào môi trường và nhiệt lượng kế. 1. Tính nhiệt độ của nước nóng và khối lượng của mỗi giọt nước. 2. Giả thiết khi nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là 400C, người ta không đổ thêm nước nóng nữa, mà thả vào đó một cục nước đá có khối lượng 50g. Tính nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế khi có cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là  =336.103 J/kg.