18 câu trắc nghiệm Nội năng và sự biến thiên nội năng cực hay có đáp án
18 câu hỏi
Tìm phát biểu sai.
Nội năng là một dạng năng lượng nên có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác
Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
Nội năng chính là nhiệt lượng của vật.
Nội năng của vật có thể tăng hoặc giảm.
Đáp án: C
Nội năng của vật là dạng năng lượng bao gồm động năng phân tử (do các phân tử chuyển động nhiệt) và thế năng phân tử (do các phân tử tương tác với nhau).
U = Wđpt+ Wtpt
Động năng phân tử Wđptphụ thuộc vào nhiệt độ
Thế năng phân tử Wtpt phụ thuộc và thể tích.
Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt gọi là nhiệt lượng (còn gọi tắt là nhiệt) ∆U = Q . Vậy phát biểu C sai.
Cách nào sau đây không làm thay đổi nội năng của vật?
Cọ xát vật lên mặt bàn
Đốt nóng vật
Làm lạnh vật
Đưa vật lên cao
Chọn D.
Có hai cách làm thay đổi nội năng:
+ Thực hiện công
Ví dụ: Làm nóng miếng kim loại bằng ma sát, cọ xát vật lên mặt bàn
+ Truyền nhiệt
Ví dụ: làm nóng miếng kim loại bằng cách nhúng vào nước nóng, làm lạnh vật, đốt nóng vật
Tìm phát biểu sai.
Tác động lên hệ một công có thể làm thay đổi cả tổng động năng chuyển động nhiệt của các hạt tạo nên vật và thế năng tương tác giữa chúng.
Nội năng của một hệ nhất định phải có thế năng tương tác giữa các hạt tạo nên hệ.
Độ biến thiên nội năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được
Trong quá trình đẳng nhiệt, độ tăng nội năng của hệ bằng nhiệt lượng mà hệ nhận được
Chọn D.
Trong quá trình đẳng nhiệt hệ không nhận nhiệt.
Trường hợp làm biến đổi nội năng không do thực hiện công là?
Đun nóng nước bằng bếp
Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm
Nén khí trong xilanh
Cọ xát hai vật vào nhau
Chọn A.
Đun nóng nước bằng bếp làm biến đổi nội năng qua cách truyền nhiệt.
Một quả bóng khối lượng 200 g rơi từ độ cao 15 m xuống sân và nảy lên được 10 m. Độ biến thiên nội năng của quả bóng bằng (lấy g = 10 m/s2)
10 J
20 J
15 J.
25 J
Chọn A
∆U=E1-E2=mgh1-h2
= 0,2.10(15 – 10) = 10 J.
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
1125 J
14580 J
2250 J
7290 J
Chọn A
Nhiệt độ của vật giảm là do các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật
ngừng chuyển động
nhận thêm động năng
chuyển động chậm đi
va chạm vào nhau
Chọn C.
Do các phân tử chuyển động không ngừng nên chúng có động năng. Động năng phân tử phụ thuộc vào vận tốc của phân tử. Nhiệt độ thay đổi thì vận tốc phân tử thay đổi, nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh và hổn loạn, mà động năng của phân tử là thành phần của nội năng, do đó nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ.
→Nhiệt độ của vật giảm khi các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động chậm lại.
Nhiệt độ của vật không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?
Khối lượng của vật
Vận tốc của các phân tử cấu tạo nên vật
Khối lượng của từng phân tử cấu tạo nên vật
Khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên vật
Chọn A.
Nhiệt độ của vật phụ thuộc vào động năng phân tử của các phân tử và khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên vật. Mặt khác động năng phân tử lại phụ thuộc vào khối lượng, vận tốc phân tử.
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
796oC
990oC
967oC
813oC
Chọn C
Nhiệt lượng do sắt tỏa ra: Q1=m1c1t1-t
Nhiệt lượng do nước thu vào: Q2=m2c2t-t2
Vì Q1=Q2⇒m1c1t1-t=m2c2t-t2
⇔ 0,05.478(t1– 23) = 0,9.4180(23 – 17)
t1≈ 967℃
Trường hợp nào làm biến đổi nội năng không do thực hiện công.
Đun nóng nước bằng bếp
Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm
Nén khí trong xi lanh
Cọ sát hai vật vào nhau
Chọn A.
Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm: đã có sự biến đổi nội năng do chuyển hóa cơ năng thành.
Trường hợp nội năng của vật bị biến đổi không phải do truyền nhiệt là:
Chậu nước để ngoài nắng một lúc nóng lên.
Gió mùa đông bắc tràn về làm cho không khí lạnh đi
Khi trời lạnh, ta xoa hai bàn tay vào nhau cho ấm lên.
Cho cơm nóng vào bát thì bưng bát cũng thấy nóng.
Chọn C.
Khi trời lạnh, ta xoa hai bàn tay vào nhau tức là ta đã thực hiện công làm cho bàn tay ấm lên.
Nhiệt dung riêng của một chất có giá trị âm trong trường hợp nào sau đây
Chất nhận nhiệt và tăng nhiệt độ
Chất nhận nhiệt và giảm nhiệt độ
Chất tỏa nhiệt và giảm nhiệt độ
Chất tỏa nhiệt và giữ nguyên nhiệt độ
Chọn B.
Nhiệt lượng của một chất: Q = m.c.∆t
trong đó: c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K); m là khối lượng của vật.
∆t=t2-t1là độ biến thiên nhiệt độ; t1 là nhiệt độ ban đầu; t2 là nhiệt độ sau.
Do vậy, trong trường hợp chất nhận nhiệt và giảm nhiệt độ thì Q > 0 và ∆t < 0 → c < 0
Sự truyền nhiệt là:
Sụ chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác
Sự truyền trực tiếp nội năng từ vật này sang vật khác
Sự chuyển hóa năng lượng từ nội năng sang dạng khác
Sự truyền trực tiếp nội năng và chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác
Chọn B.
Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt. Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có truyền nội năng từ vật này sang vật khác
Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt không phụ thuộc vào:
thời gian truyền nhiệt
độ biến thiên nhiệt độ.
khối lượng của chất
nhiệt dung riêng của chất
Chọn A.
Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt: Q = m.c.∆t
trong đó: c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K); m là khối lượng của vật.
∆t=t2-t1 là độ biến thiên nhiệt độ; t1 là nhiệt độ ban đầu; t2 là nhiệt độ sau.
→ Q không phụ thuộc vào thời gian truyền nhiệt
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 60oC. Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm, biết cAl= 880 J/kg.K, cnước= cn= 4190 J/kg.K.
20oC
5,1oC
3,5oC
6,5oC
Chọn B.
Nhiệt lượng thu vào:
Qthu=Qn+QAl
= mncnt-t1+mAlcAlt-t1
= 2,75.4190.(60 – t1) + 0,35.880.(60 – t1)
= 709830 – 11830,5t1.
Mặt khác 709830 – 11830,5t1 = 650000
⟹ t1= 5,1oC
Để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng, người ta đổ chất lỏng đó vào 20g nước ở 100oC. Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp nước là 37,5oC, mhh = 140g. Biết nhiệt độ ban đầu của nó là 20oC cn = 4200 J/kg.K. Nhiệt dung riêng của chất lỏng trên là
2000 J/kg.K.
4200 J/kg.K.
5200J/kg.K.
2500J/kg.K.
Chọn D.
Nhiệt lượng tỏa ra:
Qtỏa=Qn=mncnt1-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.
Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 20oC. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2kg đã được nung nóng tới 75oC. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/(kg.K); của nước là 4,18.103 J/(kg.K); của sắt là 0,46.103 J/(kg.K).
25oC
50oC
21,7oC
27,1oC
Chọn A.
Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hệ.
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1=m1c1.∆t1
Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2=m2c2∆t2
Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3=m3c3∆t3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1+Q2=Q3
↔ m1.c1+m2.c2∆t1=m3c3∆t3
Thay số ta được:
(0,118.4,18.103 + 0,5.896).(t - 20)
= 0,2.0,46.103 .(75 - t)
↔ 941,24.(t – 20) = 92.(75 – t)
↔ 1033,24.t = 25724,8
=> t = 24,9oC
Vậy nhiệt độ cân bằng trong bình là t ≈24,9oC
Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4oC. 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 21,5oC. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.103 J/(kg.K).
2,1.103 J/(kg.K).
0,78.103 J/(kg.K).
7,8.103 J/(kg.K).
0,21.103 J/(kg.K).
Chọn B.
Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hệ.
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1=m1c1.∆t1
Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2=m2c2∆t2
Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3=m3c3∆t3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1+Q2=Q3
↔ m1.c1+m2.c2∆t1=m3c3∆t3
Thay số ta được:
(lấy cnuoc=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).
