Bài tập Các công thức tính nhiệt lượng lớp 12 ( có lời giải)
30 câu hỏi
PHẦN I. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM NHIỀU ĐÁP ÁN LỰA CHỌN
Biết nhiệt dung riêng của gỗ là c = 1 236 J/kg.K, khi 100 g gỗ giảm nhiệt độ đi 1 K thì nó
cần nhận nhiệt lượng 124 J từ môi trường bên ngoài.
giải phóng một năng lượng bằng 124 J ra môi trường bên ngoài.
giải phóng một năng lượng bằng 12,4 J ra môi trường bên ngoài.
cần nhận nhiệt lượng 1 240 J từ môi trường bên ngoài.
Đáp án đúng là B
Giảm nhiệt độ thì vật giải phóng nhiệt lượng \[Q = mc\Delta T = 0,1.1236.1 = 123,6\,J\]
Tra trong bảng nhiệt dung riêng của một số chất, người ta đọc được nhiệt dung riêng của sắt là 440 J/kg.K. Điều này có nghĩa là
để làm nóng chảy 1 kg sắt cần 440 J.
để làm cho 1 kg sắt tăng nhiệt độ từ 0 °C đến 100 °C cần 440 J.
nếu lấy đi nhiệt lượng 440 J thì nhiệt độ của 1 kg sắt sẽ tăng thêm 1 °C.
nếu lấy đi nhiệt lượng 440 J thì nhiệt độ của 1 kg sắt sẽ giảm đi 1 °C.
Đáp án đúng là D
Nhiệt dung riêng của sắt là 440 J/kg.K nghĩa là nếu lấy đi nhiệt lượng 440 J thì nhiệt độ của 1 kg sắt sẽ giảm đi 1 °C.
Để làm nóng 1 kg nước lên 1 °C, cần cung cấp cho nó nhiệt lượng là
1 000 J.
1 Wh.
1,16 Wh.
1 160 Wh.
Đáp án đúng là C
\[Q = mc\Delta T = 1.4200.1 = 4200\,J = 1,16Wh.\]
Nhiệt lượng cần thiết để làm 1 kg của chất chuyển hoàn toàn từ thể lỏng sang thể khí ở nhiệt độ xác định được gọi là
nhiệt dung riêng.
nhiệt hoá hơi riêng.
Nhiệt nóng chảy riêng.
nhiệt hoá hơi.
Đáp án đúng là B
Nhiệt lượng cần thiết để làm 1 kg của chất chuyển hoàn toàn từ thể lỏng sang thể khí ở nhiệt độ xác định được gọi là nhiệt hoá hơi riêng.
Người ta nhúng một khối sắt có khối lượng 1 kg vào trong 1 kg nước cùng ở nhiệt độ phòng rồi cung cấp cho chúng nhiệt lượng 100 J rồi để cho đến khi sắt và nước cân bằng nhiệt. Sắt hay nước hấp thụ năng lượng nhiệt nhiều hơn?
Chúng hấp thụ cùng một nhiệt lượng.
Sắt hấp thụ nhiệt lượng nhiều hơn.
Nước hấp thụ nhiệt lượng nhiều hơn.
Chưa đủ thông tin về hai vật nên chưa xác định được.
Đáp án đúng là C
Nhiệt dung riêng của nước lớn hơn nhiệt dung riêng của sắt nên nước hấp thụ nhiệt lượng nhiều hơn.
Hai cốc giống nhau chứa nước nóng. Nước ở cốc thứ nhất nguội đi 15 °C trong 5 phút trong khi nước ở cốc thứ hai chỉ nguội đi 10 °C trong 5 phút. Đó là do
nước trong cốc thứ hai nhiều hơn.
nước trong cốc thứ hai ít hơn.
nước trong cốc thứ hai có nhiệt độ ban đầu cao hơn cốc thứ nhất.
nước trong cốc thứ hai có nhiệt độ ban đầu thấp hơn cốc thứ nhất.
Đáp án đúng là A
Nhiệt dung riêng của nước trong hai cốc như nhau, trong cùng một khoảng thời gian thì độ giảm nhiệt độ là như nhau, nhưng nước trong cốc thứ nhất nguội đi nhanh hơn chứng tỏ lượng nước trong cốc thứ hai nhiều hơn.
Một ca nhôm có khối lượng 0,300 kg chứa 2,00 kg nước. Cho nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là 4,20.103 J/kg.K và 8,80.102 J/kg.K. Nhiệt lượng cần để đun nóng nước từ 10,0 °C đến 70,0 °C có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
504 kJ.
15,8 kJ.
520 kJ.
619 kJ.
Đáp án đúng là C
Nhiệt lượng cần cung cấp:
\[Q = {Q_{n\hom }} + {Q_{nuoc}} = 0,3.880.(70 - 10) + 2.4200.(70 - 10) = 519840\,J.\]
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 334.103 J/kg. Năng lượng được hấp thụ bởi 10,0 g nước đá để chuyển hoàn toàn từ thể rắn sang thể lỏng là
3,34.103 J.
334.104 J.
334.101 J.
334.102 J.
Đáp án đúng là C
Nhiệt nóng chảy là \[Q = \lambda m = {334.10^3}.0,01 = 3340\,J.\]
Sử dụng dữ liệu để trả lời câu 9, 10.
Ba quả bóng có cùng khối lượng 50 g, một quả bằng nhôm, một quả bằng sắt và một quả bằng chì. Nhiệt dung riêng của chúng lần lượt là 0,22 kcal/kg.K; 0,11 kcal/kg.K và 0,03 kcal/kg.K.
Người ta cung cấp cùng một nhiệt lượng cho mỗi quả bóng. Quả bóng đạt được nhiệt độ cao nhất là
Nhôm.
Chì.
Sắt.
Không có quả nào.
Đáp án đúng là B
Nhiệt dung riêng của chì nhỏ nhất, nên chì có độ tăng nhiệt độ lớn nhất.
Nhiệt độ của mỗi quả bóng là 20 °C. Người ta nhúng cả ba quả vào trong một bình chứa 100 g nước ở nhiệt độ 40 °C. Quả bóng đạt được nhiệt độ cao nhất là
Nhôm.
Chì.
Sắt.
Không có quả nào.
Đáp án đúng là D
Khi nhúng cả 3 quả vào cùng một bình chứa nước thì đến khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của cả 3 quả là như nhau.
PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG – SAI
Xét các phát biểu về nhiệt dung riêng.
Nhiệt dung riêng là đại lượng đặc trưng cho khả năng thu nhiệt của một chất.
Nhiệt dung riêng có đơn vị là J/(kg·K).
Hai chất có cùng khối lượng nhận cùng một nhiệt lượng thì luôn tăng nhiệt độ như nhau.
Chất có nhiệt dung riêng lớn thì cần nhiều nhiệt lượng hơn để tăng thêm 1°C cho cùng một khối lượng.
a) Đ b) Đ c) S d) Đ
Giải thích
a) Đúng. Nhiệt dung riêng phản ánh khả năng tích trữ nhiệt của chất.
b) Đúng. Đơn vị SI là J/(kg·K), cũng có thể viết là J/(kg·°C) vì độ tăng nhiệt độ theo K và °C là như nhau.
c) Sai. Độ tăng nhiệt độ còn phụ thuộc vào nhiệt dung riêng của chất.
d) Đúng. Theo công thức \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\), với \(m\)và \({\rm{\Delta }}t\)không đổi thì \(Q\)tỉ lệ với \(c\).
Một học sinh đun nóng hai thanh kim loại có cùng khối lượng bằng cùng một nguồn nhiệt.
Thanh có nhiệt dung riêng nhỏ hơn sẽ tăng nhiệt độ nhanh hơn.
Nếu hai thanh nhận cùng nhiệt lượng thì thanh có nhiệt dung riêng lớn hơn sẽ tăng nhiệt độ ít hơn.
Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào khối lượng của vật.
Nhôm và đồng có nhiệt dung riêng khác nhau.
a) Đ b) Đ c) S d) Đ
Giải thích
a) Đúng. Cùng \(Q\), chất có \(c\)nhỏ sẽ có \({\rm{\Delta }}t\)lớn hơn.
b) Đúng. Đây là hệ quả trực tiếp của công thức tính nhiệt lượng.
c) Sai. Nhiệt dung riêng là đặc trưng của chất, không phụ thuộc khối lượng.
d) Đúng. Mỗi chất có nhiệt dung riêng riêng biệt.
Xét công thức tính nhiệt lượng.
Công thức \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\;\)áp dụng khi vật không xảy ra chuyển thể.
Nếu vật nguội đi thì \({\rm{\Delta }}t < 0\).
Khi vật nguội đi, nhiệt lượng \(Q\) có thể mang giá trị âm theo quy ước dấu.
Công thức trên áp dụng cho cả quá trình nóng chảy.
a) Đ b) Đ c) Đ d) S
Giải thích
a) Đúng. Công thức chỉ dùng khi nhiệt độ thay đổi nhưng trạng thái không đổi.
b) Đúng. Nhiệt độ cuối nhỏ hơn nhiệt độ đầu.
c) Đúng. Theo quy ước, vật tỏa nhiệt thì \(Q < 0\).
d) Sai. Khi nóng chảy, nhiệt độ không đổi nên phải dùng công thức \(Q = \lambda m\).
Xét các phát biểu về nhiệt nóng chảy riêng.
Nhiệt nóng chảy riêng đặc trưng cho mỗi chất.
Đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là J/kg.
Nhiệt nóng chảy riêng càng lớn thì càng cần nhiều nhiệt lượng để làm nóng chảy cùng một khối lượng chất.
Trong quá trình nóng chảy của chất rắn kết tinh, nhiệt độ vẫn tiếp tục tăng.
a) Đ b) Đ c) Đ d) S
Giải thích
a) Đúng. Đây là hằng số đặc trưng của từng chất.
b) Đúng. Đơn vị là J/kg.
c) Đúng. Theo công thức \(Q = \lambda m\).
d) Sai. Nhiệt độ không đổi trong suốt quá trình nóng chảy của chất rắn kết tinh.
Một cục nước đá đang nóng chảy ở 0°C.
Trong thời gian nóng chảy, nhiệt độ của nước đá không đổi.
Nhiệt lượng cung cấp dùng để tăng động năng trung bình của các phân tử.
Nhiệt lượng chủ yếu dùng để phá vỡ liên kết giữa các phân tử.
Sau khi tan hết, nếu tiếp tục cung cấp nhiệt thì nhiệt độ nước mới tăng.
a) Đ b) S c) Đ d) Đ
Giải thích
a) Đúng.
b) Sai. Động năng trung bình không tăng khi nhiệt độ không đổi.
c) Đúng.
d) Đúng.
Xét các phát biểu về nhiệt hóa hơi riêng.
Nhiệt hóa hơi riêng là nhiệt lượng cần để hóa hơi hoàn toàn 1 kg chất lỏng ở nhiệt độ sôi.
Đơn vị của nhiệt hóa hơi riêng là J/kg.
Chất có nhiệt hóa hơi riêng lớn sẽ cần nhiều nhiệt lượng hơn để hóa hơi cùng một khối lượng.
Trong quá trình sôi, nhiệt độ chất lỏng luôn tăng dần.
a) Đ b) Đ c) Đ d) S
Giải thích
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Đúng.
d) Sai. Trong quá trình sôi ở áp suất không đổi, nhiệt độ không đổi.
Một nồi nước đang sôi trên bếp.
Nếu tiếp tục đun, nước vẫn tiếp tục nhận nhiệt.
Nhiệt lượng nhận được chủ yếu dùng để hóa hơi nước.
Nhiệt độ của nước tăng dần theo thời gian sôi.
Khối lượng nước trong nồi giảm dần.
a) Đ b) Đ c) S d) Đ
Giải thích
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Sai. Nhiệt độ giữ không đổi trong quá trình sôi.
d) Đúng. Một phần nước chuyển thành hơi.
Xét các công thức sau.
\(Q = mc{\rm{\Delta }}t\) dùng khi nhiệt độ thay đổi nhưng không chuyển thể.
\(Q = \lambda m\) dùng cho quá trình nóng chảy hoặc đông đặc.
\(Q = Lm\;\)dùng cho quá trình hóa hơi hoặc ngưng tụ.
Ba công thức trên có thể áp dụng đồng thời cho một quá trình nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.
a) Đ b) Đ c) Đ d) S
Giải thích
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Đúng.
d) Sai. Trong quá trình nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy chỉ dùng \(Q = \lambda m\).
Xét việc lựa chọn vật liệu trong thực tế.
Nồi nấu ăn thường làm bằng kim loại có nhiệt dung riêng không quá lớn để nóng lên nhanh.
Nước được dùng làm chất làm mát vì có nhiệt dung riêng lớn.
Chất có nhiệt dung riêng càng lớn thì càng khó thay đổi nhiệt độ.
Mọi chất đều có cùng nhiệt dung riêng.
a) Đ b) Đ c) Đ d) S
Giải thích
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Đúng.
d) Sai.
Một học sinh phát biểu về các đại lượng đặc trưng.
Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt hóa hơi riêng đều là các đại lượng đặc trưng của chất.
Ba đại lượng trên đều có cùng đơn vị.
Nhiệt dung riêng có đơn vị khác với nhiệt nóng chảy riêng.
Khi giải bài toán cần chọn đúng công thức theo từng quá trình vật lí.
a) Đ b) S c) Đ d) Đ
Giải thích
a) Đúng. Đây đều là các hằng số đặc trưng của từng chất.
b) Sai. Nhiệt dung riêng có đơn vị J/(kg·K), còn nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt hóa hơi riêng có đơn vị J/kg.
c) Đúng.
d) Đúng. Nếu dùng sai công thức sẽ dẫn đến kết quả không đúng bản chất vật lí.
PHẦN III. CÂU HỎI TRẢ LỜI NGẮN
Đun nóng 1,5 kg nước từ 25°C lên 80°C. Nhiệt lượng nước thu vào bằng bao nhiêu?
Đáp án: 346 500
Giải thích
\(Q = mc{\rm{\Delta }}t = 1,5 \times 4200 \times \left( {80 - 25} \right) = 346\,500{\rm{\;J}}\)
Một thanh nhôm có khối lượng 2 kg, nhiệt dung riêng 880 J/(kg.K). Thanh nhôm thu 52 800 J nhiệt lượng. Nhiệt độ của thanh tăng thêm bao nhiêu độ C?
Đáp án: 30
Giải thích
\({\rm{\Delta }}t = \frac{Q}{{mc}} = \frac{{52800}}{{2 \times 880}} = {30^ \circ }C\)
Một miếng nước đá khối lượng 0,8 kg ở đúng 0°C nóng chảy hoàn toàn. Nhiệt lượng cần cung cấp là bao nhiêu J?
Đáp án: 272 000
Giải thích
\(Q = \lambda m = 3,4 \times {10^5} \times 0,8 = 2,72 \times {10^5}{\rm{\;J}}\)
Cần cung cấp 690 kJ để hóa hơi hoàn toàn một lượng nước ở nhiệt độ sôi. Khối lượng nước đã hóa hơi bằng bao nhiêu kg?
Đáp án: 0,30
Giải thích
\(m = \frac{Q}{L} = \frac{{690 \times {{10}^3}}}{{2,3 \times {{10}^6}}} = 0,30{\rm{\;kg}}\)
Một thanh đồng có khối lượng 1,2 kg, nhiệt dung riêng 380 J/(kg.K). Thanh được nung từ 20°C lên 170°C. Tính nhiệt lượng thanh đồng thu vào.
Đáp án: 68 400
Giải thích
\(Q = mc{\rm{\Delta }}t = 1,2 \times 380 \times 150 = 68\,400{\rm{\;J}}\)
Một bình đun điện truyền cho nước công suất không đổi 1200 W. Hiệu suất truyền nhiệt đạt 80%. Đun 2 kg nước từ 20°C lên 70°C. Hỏi thời gian đun là bao nhiêu giây?
Đáp án: 438
Giải thích
Nhiệt lượng cần thiết: \(Q = 2 \times 4200 \times 50 = 420000{\rm{\;J}}\)
Công suất có ích: \({P_h} = 0,8 \times 1200 = 960{\rm{\;W}}\)
Thời gian: \(t = \frac{Q}{{{P_h}}} = \frac{{420000}}{{960}} \approx 438{\rm{\;s}}\)
Một khối băng khối lượng 500 g ở 0°C được cung cấp 140 kJ. Khối lượng băng còn lại sau quá trình nóng chảy là bao nhiêu gam?
Đáp án: 88
Giải thích
Khi đó: \({m_{{\rm{tan}}}} = \frac{{140000}}{{340000}} = 0,412{\rm{\;kg}}\)
Khối lượng còn lại: \(0,5 - 0,412 = 0,088{\rm{\;kg}}\)
Đổi 0,88kg = 88 g
Một ấm nước chứa 1,8 kg nước. Muốn làm nước tăng từ 18°C lên 100°C, cần truyền ít nhất bao nhiêu MJ nhiệt lượng?
Đáp án: 0,620
Giải thích
\(Q = 1,8 \times 4200 \times 82 = 619920{\rm{\;J}} = 0,620{\rm{\;MJ}}\)
Một lượng nước ở nhiệt độ sôi được cung cấp liên tục công suất nhiệt 2,3 kW. Biết toàn bộ nhiệt lượng dùng để hóa hơi. Sau 8 phút, khối lượng nước hóa hơi bằng bao nhiêu kg?
Đáp án: 0,48
Giải thích
Nhiệt lượng cung cấp: \(Q = Pt = 2300 \times 480 = 1,104 \times {10^6}{\rm{\;J}}\)
Khối lượng hóa hơi: \(m = \frac{Q}{L} = \frac{{1,104 \times {{10}^6}}}{{2,3 \times {{10}^6}}} = 0,48{\rm{\;kg}}\)
Một khối hợp kim khối lượng 3 kg có nhiệt dung riêng 600 J/(kg.K). Khối hợp kim được nung nóng từ 30°C lên 180°C. Nguồn nhiệt chỉ truyền được 75% năng lượng tới khối hợp kim. Nguồn nhiệt phải cung cấp ít nhất bao nhiêu kJ?
Đáp án: 360
Giải thích
Nhiệt lượng hợp kim cần thu: \(Q = 3 \times 600 \times 150 = 270000{\rm{\;J}}\)
Hiệu suất: \(H = \frac{Q}{{{Q_{{\rm{nguon}}}}}}\)
\({Q_{{\rm{nguon}}}} = \frac{{270000}}{{0,75}} = 360000{\rm{\;J}} = 360{\rm{\;kJ}}\)
