Giải vật lí 10 bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng

Giải câu 1: Phát biểu định nghĩa nội năng...

Phát biểu định nghĩa nội năng.

Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

Giải câu 2: Nội năng của một lượng khí lí tưởng...

Nội năng của một lượng khí lí tưởng có phụ thuộc vào thể tích không? Tại sao?

Không. Vì lực tương tác giữa các phân tử khí lí tưởng được bỏ qua nên thế năng phân tử của các phân tử khí lí tưởng bằng 0. Nội năng khí lí tưởng chỉ còn là động năng của các phân tử khí lí tưởng nên nội năng của một lượng khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào thể tích của khối khí.

Giải câu 3: Nhiệt lượng là gì? Viết công thức tính...

Nhiệt lượng là gì? Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu và tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay đổi. Nêu tên đơn vị của các đại lượng trong công thức.

Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt.

Công thức tính nhiệt lượng vật thu và tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay đổi là:

Q =mc∆t

Trong đó: Q là nhiệt lương thu vào hay tỏa ra (J);

                 m là khối lượng (kg);

                 c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K);

                ∆t là độ biến thiên nhiệt độ ( ⁰C hoặc K )

Giải câu 4: Nội năng của một vật là...

Nội năng của một vật là:

A. Tổng động năng và thế năng của vật.

B. Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

C. Tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công.

D. nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt.

Chọn đáp án đúng.

Chọn B.

Giải câu 5: Câu nào sau đây nói về nội năng...

Câu nào sau đây nói về nội năng không đúng?

A. Nội năng là một dạng năng lượng.

B. Nội năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

C.Nội năng là nhiệt lượng.

D. Nội năng của một vật có thể tăng lên, giảm đi.

Chọn C. Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng.

Giải câu 6: Câu nào sau đây nói về nhiệt lượng...

Câu nào sau đây nói về nhiệt lượng không đúng?

A. Nhiệt lượng là số đo độ tăng nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt.

B. Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng.

C. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng.

D. Nhiệt lượng không phải là nội năng.

Chọn B vì nếu không có sự biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt thì vật không có nhiệt lượng

Giải câu 7: Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg...

Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 20⁰C. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 75⁰C. 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)

Nhiệt độ của bình nhôm chứa nước ( 20⁰C ) < Nhiệt độ của miếng sắt ( 75⁰C ) nên vật thu nhiệt ở đây bao gồm bình nhôm chứa nước, vật tỏa nhiệt là miếng sắt.

Gọi nhiệt độ của nước khí bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là: t ( ⁰C ) với 20 < t < 75

Tóm tắt:

$m_{1}$=0,5 kg,$c_{1}$= 896 J/(kg.K),$m_{1}^{'}$=0,118kg ,$c_{1}^{'}$= 4,18.10³ J/(kg.K), $t_{1}$= 20⁰C.

$m_{2}$=0,2 kg,$c_{2}$= 0,46.10³ J/(kg.K),$t_{2}$= 75⁰C.

t =? ⁰C.

Nhiệt lượng bình nước thu vào là: $Q_{1}$=$m_{1}c_{1}\Delta t$+$m_{1}^{'}c_{1}^{'}\Delta t$= ($m_{1}c_{1}$+$m_{1}^{'}c_{1}$)(t-$t_{1}$)

= ( 0,5.896 + 0,118.4,18.10³)(t - 20) = 941,24 (t - 20)

Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra là: $Q_{2}$=$m_{2}c_{2}\Delta t$=$m_{2}c_{2}($t_{2}$- t) = 92 ( 75 - t )

Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là: $Q_{1}$=$Q_{2}$ ⇒ 941,24 (t - 20) = 92 ( 75 - t ) ⇒ t$\approx$ 25⁰C.

Giải câu 8: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau...

Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt độ 8,4⁰C. Người ta thả một miếng kim loại 192g đã nung nóng tới 100⁰C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chấtlàm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5⁰C. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.10³ J/(kg.K)

Vật thu nhiệt: nhiệt lượng kế bằng đồng thau chứa nước.

Vật tỏa nhiệt: miếng kim loại.

Tóm tắt:

$m_{1}$=128g = 0,128kg,$c_{1}$= 0,128.10³ J/(kg.K),$t_{1}$=8,4⁰C

$m_{1}^{'}$=210g = 0,21kg,$c_{1}^{'}$= 4,18 .10³ J/(kg.K)

$m_{2}$=192g = 0,192kg,$t_{2}$=100⁰C$,$c_{2}$= ? J/(kg.K)

Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế chứa nước thu nhiệt là:

$Q_{1}$=$m_{1}c_{1}\Delta t$+$m_{1}^{'}c_{1}^{'}\Delta t$= ($m_{1}c_{1}$+$m_{1}^{'}c_{1}$)(t-$t_{1}$)

= ( 0,128.0,128.10³ + 0,21.4,18.10³)(21,5 - 8,4)$\approx$11713,81 J

Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra là: $Q_{2}$=$m_{2}c_{2}\Delta t$=$m_{2}c_{2}($t_{2}$- t) =(0,192.c₂).( 100-21,5 )= 15,072c₂

Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là:$Q_{1}$=$Q_{2}$ ⇒11713,81=15,072c₂ ⇒ c₂$\approx$=777,19 J/(kg.K) .