Bài tập Vật Lí 10: Cơ sở của nhiệt học và động lực học

Người ta thả miếng đồng m = 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80∘C đến 20∘C. Hỏi nước đã nhận được một nhiệt lượng bao nhiêu từ đồng và nóng lên thêm bao nhiêu độ? Lấy CCu = 380J/kg.K,  = 4190 J/kg.K.

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, miih = 140g. Biết nhiệt độ ban đầu của nó là 20∘C, CH2O = 4200 J/kg.K.

Một cốc nhôm m = l00g chứa 300g nước ở nhiệt độ 20oC. Người ta thả vào cốc nước một thìa đồng khối lượng 75g vừa rút ra từ nồi nước sôi 100oC. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Lấy CAl = 880 J/kg.K, CCu = 380 J/kg.K, CH2O = 4190 J/kg.K.

Một ấm đun nước bằng nhôm có m = 350g, chứa 2,75kg nước được đun trên bếp. Khi nhận được nhiệt lượng 650KJ thì ấm đạt đến nhiệt độ 60∘C. Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm, biết CAl = 880 J/kg.K, CH2O = 4190 J/kg.K.

Một cái cốc đựng 200cc nước có tổng khối lượng 300g ở nhiệt độ 30∘C. Một người đổ thêm vào cốc l00cc nước sôi. Sau khi cân bằng nhiệt thì có nhiệt độ 50∘C. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm cốc, biết CH2O= 4200 J/kg.K, khối lượng riêng của nước là lkg/ lít.

Người ta bỏ 1 miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở t = 136∘C vào 1 nhiệt lượng kế có nhiệt dung là 50 J/K chứa l00g nước ở 14∘C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế là 18°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường nên ngoài, CZn= 377 J/kg.K, CPb= 126 J/Kg.K.CH2O= 4180J/kg

Để xác định nhiệt độ của 1 cái lò, người ta đưa vào một miếng sắt m = 22,3g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thà ngay vào nhiệt lượng kế chứa 450g nước ở 15∘C, nhiệt độ của nước tăng lên tới 22,5∘C. Biết CFe = 478 J/kg.K, CH2O = 4180 J/kg.K, CNLK= 418 J/kg.K.

a. Xác định nhiệt độ của lò.

b. Trong câu trên người ta đã bỏ qua sự hấp thụ nhiệt lượng kế, thực ra nhiệt lượng kế có m = 200g.

Trộn 3 chất lỏng không tác dụng hoá học lẫn nhau. Biết m1 = lkg; m2 = lkg, m3 = 5kg, t1 = 6∘C, t2= -40∘C, t3=6∘C, C1 = 2 KJ/kg.K, C2 = 4 KJ/kg.K, C3 = 2 KJ/kg.K. Tìm nhiệt độ khi cân bằng.

Thả một quả cầu nhôm m = 0,15kg được đun nóng tới 100∘C vào một cốc nước ở 20∘C. Sau một thời gian nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25∘C. Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau, CAl = 880 J/kg.K, CH2O = 4200 J/kg.K.

Để xác định nhiệt dung riêng của 1 kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 15∘C một miếng kim loại có m = 400g được đun nóng tới 100∘C. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 20∘C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy CH2O = 4190 J/kg.K.

Một động cơ nhiệt mỗi giây nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 3,2.10⁴J đồng thời nhường cho nguồn lạnh 2,8.104J. Tính hiệu suất của động cơ.

Cho một bình kín có dung tích coi như không đổi, chứa 14g N2 ở áp suất lΔtm và t = 27∘C. Khí được đun nóng, áp suất tăng gấp 5 lần. Nội năng của khí biến thiên lượng là bao nhiêu? Lấy CN= 0,75KJ/ kg.K.

Khí khi bị nung nóng dã tăng thố tích 0,02m3 và nội năng biến thiên lượng 1280J. Nhiệt lượng đã truyền cho khí lcà bao nhiêu? Biết quá trình là quá trình đẳng áp ở áp suất 2.105Pa.

Diện tích mặt pittông là 150cm3 nằm cách đáy của xilanh đoạn 30cm, khối lượng khí ở nhiệt độ 25∘C có áp suất 105Pa. Khi nhận được năng lượng do 5g xăng bị đốt cháy tỏa ra, khí dãn nở ở áp suất không đổi, nhiệt độ của nó tăng thêm 50∘C.

a. Xác định công do khí thực hiện.

b. Hiệu suất của quá trình dãn khí là bao nhiêu? Biết rằng chi có 10% năng lượng của xăng là có ích, năng suất tỏa nhiệt của xăng là q = 4,4.107 J/kg. Coi khí là lý tưởng.

Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5J cho chất khí đựng trong 1 xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy pittông đi một đoạn 5cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn là 20N.

Khi truyền nhiệt lượng 6.106J cho khí trong một xi lanh hình trụ, khí nở ra đẩy pittông lên làm thể tích tăng thêm 0,50m3. Tính độ biến thiên nội năng khí. Biết áp suất khí là 8.106N/m2, coi áp suất không đổi trong quá trình thực hiện công.

Nhiệt độ của nguồn nóng một động cơ là 520∘C, của nguồn lạnh là 20∘C. Hỏi công mà động cơ thực hiện được khi nhận tù nguồn nóng nhiệt lượng 107J. Coi động cơ là lí tưởng.

Nhờ truyền nhiệt mà l0g H2 ở 27∘C dãn nở đẳng áp. Nhiệt độ sau khi dãn là 57∘C. Tính công mà khí thực hiện khi giãn.

Một lượng khí ở áp suất 3.105Pa có thể tích 8 lít. Sau khi đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích 10 lít.

a. Tính công khí thực hiện được.

b. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết trong khi đun nóng khí nhận được nhiệt lượng 1000J.

Một động cơ của xe máy có hiệu suất là 20%. Sau một giờ hoạt động tiêu thụ hết lkg xăng có năng suất toả nhiệt là 46.10⁶J/kg. Công suất của động cơ xe máy là bao nhiêu?

Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5J cho chất khí đựng trong xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy pittông đi đoạn 5cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20N.

Một lượng khí ở áp suất p1 = 3.105 N/m2 và thể tích V1 = 81. Sau khi đun nóng đẳng áp, khối khí nở ra và có thể tích V2 = 10ℓ.

a, Tính công mà khối khí thực hiện được.

b, Tính độ biến thiên nội năng của khối khí. Biết rằng trong khi đun nóng, khối khí nhận được nhiệt lượng 1000J.

Người ta cung cấp một nhiệt lượng Q = 10J cho một chất khí ở trong một xi lanh đặt nằm ngang. Khối khí dãn nở đẩy pittông đi 0,lm và lực ma sát giữa pittông và xi lanh co độ lớn bằng Fms = 20N . Bỏ qua áp suất bên ngoài.

a. Tính công mà chất khí thực hiện để thắng lực ma sát.

b. Nội năng của chất khí tăng hay giảm bao nhiêu?

Xác định hiệu suất của động cơ nhiệt biến động cơ thực hiện công 350J khi nhận được từ nóng nhiệt lkJ. Nếu nguồn nóng có nhiệt độ 227°C thì nguồn lạnh có nhiệt độ cao nhất là bao nhiêu?

Để giữ nhiệt độ trong phòng ở 20°C, người ta dùng một máy điều hòa không khí mỗi giờ tiêu thụ công bằng 5.106J. Tính nhiệt lượng lấy đi từ không khí trong phòng trong mỗi giờ, biết rằng hiệu suất của máy lạnh là ε = 4.

Tính hiệu suất lí tưởng của một động cơ nhiệt biết rằng nhiệt độ của luồng khí nóng khi vào tua bin của động cơ là 500°C, và khi ra khỏi tuabin là 50°C.

Xác định hiệu suất của một động cơ thực hiện công 500J khi nhận được từ nguồn nóng nhiệt lượng là 1000J. Nếu nguồn nóng có nhiệt độ 300°C thì nguồn lạnh có nhiệt độ cao nhất bao nhiêu?