Soạn vật lý 8 bài 25 trang 89 cực chất

[toc:ul]

Phần I. Câu hỏi và bài tập trong bài

Câu 1:

a) Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng

b) Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị của nhiệt độ tính được. Giải thích tại sao nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được ?

Câu 2: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80^oC xuống 20^oC. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ?

Câu 3: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ra bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13^oC một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100^oC. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 20^oC. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K

Phần II. Hướng dẫn trả lời ngắn gọn

Câu 1: a) Dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng:

Gọi t₁ = 100^oC là nhiệt độ của nước đang sôi, thh là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt.

Giả sử nhiệt độ trong phòng là t2 = 30oC

• Nhiệt lượng do 0,2 kg nước sôi tỏa ra: Q₁ = m₁.cn_ước . (t₁ – t_hh)
• Nhiệt lượng do 0,3 kg nước thu vào: Q₂ = m₂.c_nước . (t_hh – t₂)

=> Phương trình cân bằng nhiệt: Q₂ = Q₁ ⇔  m₁. c_nước . ( t₁ – t_hh ) = m₂. c_nước . (t_hh – t₂)

⇔ m₁ . ( t₁ - t_hh ) = m₂ . ( t_hh - t₂ )

⇔  t_hh = m₁.t₁+m₂.t₂m₁+m₂ = 0,2.100+0,3.300,2+0,3 = 58^oC

b) Nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được vì thực tế có sự trao đổi nhiệt giữa dụng cụ thí nghiệm với môi trường bên ngoài

Câu 2: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC. Nước nhận được một nhiệt lượng bằng:

Nhiệt lượng nước nhận được đúng bằng nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa ra:  Q_nước = Q_đồng = m_đồng . c_đồng . Δt = 0,5 . 380 . ( 80 - 20 ) = 11400 (J)

Độ tăng nhiệt độ của nước: Δt = Q_nướcm_nước.c_nước = 114000,5.4200 = 5,43 (^oC)

=> Nước nhận được một nhiệt lượng bằng 5,43^oC

Câu 3: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ra bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13oC một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100oC. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 20oC. Tính nhiệt dung riêng của kim loại.

• Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q₁ = m₁ . c₁ . Δt1 = m1 . c1 . ( t - t1 ) = 0,5 . 4190 . ( 20 -13 ) = 14665 (J)
• Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là: Q₂ = m₂ . c . Δt2 = m . c . ( t2 - t ) = 0,4 . c . ( 100 - 20 ) = 32 . c

Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí nên nhiệt lượng do kim loại tỏa ra chính bằng nhiệt lượng do nước thu vào:  

Q₁ = Q₂ ⇔ 14665 = 32 . c ⇔ c = 1466532 ⇔ c = 458,28 (J/kg.K)

=> Nhiệt dung riêng của kim loại bằng 458,28 (J/kg.K)

Phần III. Hướng dẫn trả lời chi tiết

Câu 1: a) Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng

- Đổi: 200g = 0,2kg ; 300g = 0,3kg

- Gọi t₁ = 100^oC là nhiệt độ của nước đang sôi

- Giả sử nhiệt độ trong phòng là  t₂ = 30^oC

- Gọi t_hh là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt.

* Ta có công thức:

- Nhiệt lượng do 0,2 kg nước sôi tỏa ra: 

Q₁ = m₁.c_nước . (t₁ – t_hh)

- Nhiệt lượng do 0,3 kg nước thu vào: 

Q₂ = m₂.c_nước . (t_hh – t₂)

- Từ 2 công thức trên ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q₂ = Q₁ 

⇔  m₁. c_nước . ( t₁ – t_hh ) = m₂. cn_ước . (t_hh – t₂)

⇔ m₁ . ( t₁ - t_hh ) = m₂ . ( t_hh - t₂ )

=>  t_hh = m₁.t₁+m₂.t₂m₁+m₂ = 0,2.100+0,3.300,2+0,3 = 58^oC

* Kết luận: Như vậy nhiệt độ của hỗn hợp là 58 ^oC

b) Nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được.

- Bởi vì: thực tế có sự trao đổi nhiệt giữa dụng cụ thí nghiệm với môi trường bên ngoài.

Câu 2: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ?

- Lưu ý:

• Nhiệt dung riêng của đồng bằng 380 J/kg.K
• Nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K
• 500g = 0,5kg

- Ta có niệt lượng nước nhận được đúng bằng nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa ra 

=> Q_nước = Q_đồng 

Như vậy ta có:

Q_nước = Q_đồng = m_đồng . c_đồng . Δt= 0,5 . 380 . ( 80 - 20 ) = 11400 (J)

- Độ tăng nhiệt độ của nước là : 

Δt = Q_nướcm_nước.c_nước = 114000,5.4200 = 5,43 (^oC)

* Kết luận: nước đã nóng lên thêm 5,43^oC

Câu 3: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ra bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13oC một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100oC. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 20oC. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K

- Đổi: 500g = 0,5kg ; 400g = 0,4kg

- Nhiệt lượng do nước thu vào là : 

Q₁ = m₁ . c₁ . Δt₁ = m₁ . c₁ . ( t - t₁ ) = 0,5 . 4190 . ( 20 -13 ) = 14665 (J)

- Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là : 

Q₂ = m₂ . c . Δt₂ = m . c . ( t₂ - t ) = 0,4 . c . ( 100 - 20 ) = 32 . c

- Vì bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí nên nhiệt lượng do kim loại tỏa ra chính bằng nhiệt lượng do nước thu vào: 

=> Q1 = Q2 

Như vậy ta có:

Q1 = Q2 

⇔ 14665 = 32 . c ⇔ c = 1466532

⇔ c = 458,28 (J/kg.K)

* Kết luận: nhiệt dung riêng của kim loại bằng 458,28 (J/kg.K)