Bài tập nhiệt lượng, truyền nhiệt, cân bằng nhiệt, nội năng

  •   
Câu 1 Trắc nghiệm

100g chì được truyền nhiệt lượng 260J thì tăng nhiệt độ từ 150C lên đến 350C. Nhiệt dung riêng của chì có giá trị là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có nhiệt lượng để chì tăng nhiệt độ từ 150C lên 350C là: Q=mcΔt=mc(t2t1)

c=Qm(t2t1)=2600,1.(3515)=130J/kg.K

Câu 2 Trắc nghiệm

Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 100g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 200C. Khi đó nhiệt độ của nước tăng thêm 100C, biết nhiệt dung riêng của sắt là 478J/(kg.K), của nước là 4180J/(kg.K). Nhiệt độ của lò xấp xỉ bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Gọi t1 - là nhiệt độ của lò nung (hay của miếng sắt đặt trong lò)

t2=200C là nhiệt độ ban đầu của nước

t - là nhiệt độ cân bằng

Ta có, khi cân bằng nhiệt độ của nước tăng thêm 100C

Ta suy ra: t=20+10=300C

Ta có:

+ Nhiệt lượng do sắt tỏa ra: Q1=m1c1(t1t)

+ Nhiệt lượng do nước thu vào: Q2=m2c2(tt2)

+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1=Q2m1c1(t1t)=m2c2(tt2)0,1.478.(t130)=0,5.4180(3020)t1467,20C

Câu 3 Trắc nghiệm

Người ta bỏ 1 miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 150gt=1240C vào 1 nhiệt lượng kế có nhiệt dung là 50J/K chứa 250g nước ở 160C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế là 180C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài, CZn=337J/kg.K,CPb=126J/Kg.K. của nước là 4180J/(kg.K)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Gọi t1 là nhiệt độ ban đầu của miếng hợp kim, ta có t1=1240C

t2 là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có t2=160C

t=320C - nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế

+ Nhiệt lượng toả ra:

{QZn=mZn.CZn(t1t)=mZn.337.(12418)=35722mZnQPb=mPb.CPb(t1t)=mPb.126.(12418)=13356mPb

+ Nhiệt lượng thu vào:

{QH2O=mH2O.CH2O(tt2)=2501000.4180(1816)=2090JQNLK=C(tt2)=50.(1816)=100J

+ Ta có, phương trình cân bằng nhiệt:

Qtoa=Qthu35722mZn+13356mPb=2090+100(1)

Mặt khác, theo đầu bài, ta có: mZn+mPb=150g=0,15kg(2)

Từ (1) và (2), ta có:

{35722mZn+13356mPb=2190mZn+mPb=0,15{mZn8.103kgmPb=0,142kg

Câu 4 Trắc nghiệm

Để xác định nhiệt độ của 1 cái lò, người ta đưa vào một miếng sắt m=16g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào nhiệt lượng kế chứa 600g nước ở 100C, nhiệt độ của nước tăng lên tới 200C. Xác định nhiệt độ của lò. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478J/(kg.K), của nước là 4180J/(kg.K).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

+ Nhiệt lượng tỏa ra:

QFe=mFe.CFe(t2t)=161000.478.(t220)=7,648t2152,96

+ Nhiệt lượng thu vào:

QH2O=mH2O.CH2O(tt1)=6001000.4180(2010)=25080J

+ Áp dụng phương trình cân bằng ta có:

Qtoa=Qthu7,648t2152,96=25080t2=3299,30C

Câu 5 Trắc nghiệm

Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 4kg nước ở nhiệt độ 200C. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2kg đã được nung nóng tới 5000C. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là 896J/kg.K, của nước là 4,18.103J/kg.K, của sắt là 0,46.103J/kg.K.

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Gọi t1=200C - nhiệt độ ban đầu của bình nhôm và nước trong bình nhôm

t2=5000C - nhiệt độ của miếng sắt

t  - nhiệt độ khi cân bằng của hệ

Ta có:

+ Nhiệt lượng do miếng sắt tỏa ra:

 QFe=mFe.CFe(t2t)=0,2.0,46.103.(500t)=4600092t

+ Nhiệt lượng do bình nhôm và nước thu vào:

QAl=mAl.CAl(tt1)=0,5.896.(t20)=448t8960

QH2O=mH2O.CH2O(tt1)=4.4,18.103.(t20)=16720t334400

Tổng nhiệt lượng thu vào:

Qthu=QAl+QH2O=448t8960+16720334400=17168t343360

+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Qtoa=Qthu4600092t=17168t343360t22,60C

Câu 6 Trắc nghiệm

Thả một quả cầu nhôm m=0,105kg được đun nóng tới 1420C  vào một cốc nước ở 200C. Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 420C. Tính khối lượng nước trong cốc, biết nhiệt dung riêng của  CAl=880J/kg.K và của nước CH2O=4200J/kg.K  .

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có:

+ Nhiệt lượng do quả cầu bằng nhôm tỏa ra:

Q1=mAl.cAl.(t1t)=0,105.880.(14242)=9240J

+ Nhiệt lượng do nước thu vào là:

Q2=mH2O.cH2O(tt2)=mH2O.4200.(4220)=92400mH2O

+ Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

Q1=Q29240=92400mH2OmH2O=0,1kg=100g

Câu 7 Trắc nghiệm

Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng m1=100g có chứa m2=375g nước ở nhiệt độ 250C. Cho vào nhiệt lượng kế một vật bằng kim loại khối lượng m3=400g ở 900C. Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 300C. Tìm nhiệt dung riêng của miếng kim loại. Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380J/Kg.K , của nước là 4200J/Kg.K.

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Gọi t1=250C - nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế

t2=900C - nhiệt độ của vật kim loại

t  - nhiệt độ khi cân bằng của hệ

Ta có:

+ Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và nước thu được:

Q1=m1c1(tt1)

Q2=m2c2(tt1)

=> tổng nhiệt lượng thu vào:

Q12=Q1+Q2=(m1c1+m2c2)(tt1)

+ Nhiệt lượng mà vật kim loại tỏa ra:

Q3=m3c3.(t2t)

Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q3=Q12m3c3(t2t)=(m1c1+m2c2)(tt1)c3=(m1c1+m2c2)(tt1)m3(t2t)c3=(0,1.380+0,375.4200)(3025)0,4.(9030)c3=336J/kg.K

Câu 8 Trắc nghiệm

Một nhiệt lượng kế chứa 2kg nước ở 150C. Cho vào nhiệt lượng kế quả cân bằng đồng thau có khối lượng 500g1000C. Tìm nhiệt độ cân bằng của hệ. Coi rằng vỏ nhiệt lượng kế không thu nhiệt. Cho các nhiệt dung riêng của đồng là c1=3,68.102J/kg.K, nước là c2=4,186kJ/kg.K

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Gọi t1=150C - nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế

t2=1000C - nhiệt độ của quả cân bằng đồng thau

t  - nhiệt độ khi cân bằng của hệ

Ta có:

+ Nhiệt lượng do quả cân tỏa ra:

 Qquacan=mquacan.c1(t2t)=0,5.3,68.102.(100t)=18400184t

+ Nhiệt lượng do nước thu vào:

QH2O=mH2O.cH2O(tt1)=2.4,18.103.(t15)=8360t125400

+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Qtoa=Qthu18400184t=8360t125400t=16,80C

Câu 9 Trắc nghiệm

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 khối lượng 192g đã nung nóng tới 1000C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,50C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4,18.103J/kg.K, của đồng thau là 0,128.103J/kg.K

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Gọi t1=8,40C - nhiệt độ ban đầu của bình nhôm và nước trong bình nhôm

t2=1000C - nhiệt độ của miếng kim loại

t=21,50C  - nhiệt độ khi cân bằng của hệ

Ta có:

+ Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra:

 QKL=mKL.cKL(t2t)=0,192.cKL.(10021,5)=15,072cKL

+ Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào:

QNLK=mNLK.cNLK(tt1)=0,128.0,128.103.(21,58,4)=214,63J

QH2O=mH2O.cH2O(tt1)=0,21.4,18.103.(21,58,4)=11499,18J

Tổng nhiệt lượng thu vào:

Qthu=QNLK+QH2O=214,63+11499,18=11713,81J

+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Qtoa=Qthu15,072cKL=11713,81cKL=777,19J/kg.K

Câu 10 Trắc nghiệm

Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 50g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa 900g nước ở nhiệt độ 170C. Khi đó nhiệt độ của nước tăng lên đến 230C, biết nhiệt dung riêng của sắt là 478J/(kg.K), của nước là 4180J/(kg.K). Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế. Nhiệt độ của lò xấp xỉ bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Gọi t1 - nhiệt độ của lò nung (cũng chính là nhiệt độ ban đầu của miếng sắt khi rút từ lò nung ra), t2 - nhiệt độ ban đầu của nước, t - nhiệt độ khi cân bằng

Ta có:

+ Nhiệt lượng do sắt tỏa ra: Q1= m1c1(t1 t)

+ Nhiệt lượng do nước thu vào: Q2= m2c2(t  t2)

Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

Q1=Q2m1c1(t1 t) = m2c2(t  t2)0,05.478(t1 23)=0,9.4180(23 17)t1 9670C

Câu 11 Trắc nghiệm

Người ta bỏ 1 miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50gt=1360C vào 1 nhiệt lượng kế có nhiệt dung là 50J/K chứa 100g nước ở 140C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế là 180C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài, CZn=337J/kg.K,CPb=126J/Kg.K. của nước là 4180J/(kg.K)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Gọi t1 là nhiệt độ ban đầu của miếng hợp kim, ta có t1=1360C

t2 là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có t2=140C

t=180C - nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế

+ Nhiệt lượng toả ra:

{QZn=mZn.CZn(t1t)=mZn.337.(13618)=39766mZnQPb=mPb.CPb(t1t)=mPb.126.(13618)=14868mPb

+ Nhiệt lượng thu vào:

{QH2O=mH2O.CH2O(tt2)=1001000.4180(1814)=1672JQNLK=C(tt2)=50.(1814)=200J

+ Ta có, phương trình cân bằng nhiệt:

Qtoa=Qthu39766mZn+14868mPb=1672+200(1)

Mặt khác, theo đầu bài, ta có: mZn+mPb=50g=0,05kg(2)

Từ (1) và (2), ta có:

{39766mZn+14868mPb=1872mZn+mPb=0,05{mZn=0,045kgmPb=4,67.1030,005kg

Câu 12 Trắc nghiệm

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 thả ngay vào nhiệt lượng kế chứa 450g nước ở 150C, nhiệt độ của nước tăng lên tới 22,50C. Xác định nhiệt độ của lò. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478J/(kg.K), của nước là 4180J/(kg.K).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

+ Nhiệt lượng tỏa ra:

QFe=mFe.CFe(t2t)=22,31000.478.(t222,5)=10,6594t2239,8365J 

+ Nhiệt lượng thu vào:

QH2O=mH2O.CH2O(tt1)=4501000.4180(22,515)=14107,5J

+ Áp dụng phương trình cân bằng ta có:

Qtoa=Qthu10,6594t2239,8365=14107,5t2=1345,980C

Câu 13 Trắc nghiệm

Một cốc nhôm m=100g chứa 300g nước ở nhiệt độ 200C. Người ta thả vào cốc nước một thìa đồng khối lượng 75g vừa rút ra từ nồi nước sôi 1000C. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Lấy 

CAl=880J/kg.K,CCu=380J/kg.K,CH2O=4190J/kg.K

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

+ Nhiệt lượng tỏa ra:

 QCu=mCu.CCu(t2t)=751000.380.(100t)=285028,5tJ 

+ Nhiệt lượng thu vào:

{QH2O=mH2O.CH2O(tt1)=3001000.4190.(t20)=1257.t25140QAl=mAl.CAl(tt1)=1001000.880.(t20)=88.t1760

Qtoa=Qthu285028,5t=1257.t25140+88.t1760t=21,70C

Câu 14 Trắc nghiệm

Trộn 3 chất lỏng không tác dụng hoá học lẫn nhau. Biết m1=1kg,m2=10kg,m3=5kg, t1=60C,t2=400C,t3=600C,C1=2KJ/kg.K,C2=4KJ/kg.K,C3=2KJ/kg.K. Tìm nhiệt độ khi cân bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a
Câu 15 Trắc nghiệm

Thả một quả cầu nhôm m=0,15kg được đun nóng tới 1000C  vào một cốc nước ở 200C. Sau một thời gian nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 250C. Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau,

CAl=880J/kg.K,CH2O=4200J/kg.K

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Nhiệt lượng tỏa ra

Câu 16 Trắc nghiệm

Để xác định nhiệt dung riêng của 1 kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 150C một miếng kim loại có m=400g được đun nóng tới 1000C. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 200C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy  CH2O=4190J/kg.K.

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Nhiệt lượng tỏa ra: QKl=mKl.CKl(t2t)=0,4.CKl.(10020)=32.CKl

Nhiệt lượng thu vào: Qthu=QH2O=mH2O.CH2O(tt1)=10475J

Ta có:

Qtoa=Qthu32CKl=10475CKl=327,34J/Kg.K

Câu 17 Trắc nghiệm

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 600C. Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm, biết CAl=880J/kg.K,CH2O=4190J/kg.K

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Nhiệt lượng thu vào: {QH2O=mH2O.CH2O(tt1)=69135011522,5t1QAl=mAl.CAl(tt1)=19320322t1

Nhiệt lượng ấm nhôm đựng nước nhận được:

Câu 18 Trắc nghiệm

Để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng, người ta đổ chất lỏng đó vào 20g nước ở 1000C. Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp nước là 37,50C, mhh=140g. Biết nhiệt độ ban đầu của nó là 200CCH2O=4200J/kg.K.

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Nhiệt lượng tỏa ra:  

QH2O=mH2O.CH2O(t2t)=5250J

Nhiệt lượng thu vào: QCL=mCL.CCL(tt1)=2,1.CCL

Qtỏa = Qthu

5250=2,1.CCLCCL=2500J/Kg.K

Câu 19 Trắc nghiệm

Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 5kg nước từ 150C đến 1000C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 1,5kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của sắt là 460J/kg.K

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Gọi

- Khối lượng của thùng sắt m1=1,5kg, nhiệt dung riêng của thùng sắt là c1=460J/kg.K

- Khối lượng của nước trong thùng sắt m2=5kg, nhiệt dung riêng của nước c2=4200J/kg.K

Ta có:

+ Nhiệt độ ban đầu của thùng sắt và nước là t1=150C

+ Nhiệt độ cần đạt tới của nước và thùng sắt lúc sau t2=1000C

+ Nhiệt lượng để cho thùng sắt có nhiệt độ tăng từ t1t2  là: Q1=m1c1(t2t1)

+ Nhiệt lượng để nước có nhiệt độ tăng từ t1t2  là:  Q2=m2c2(t2t1)

=> Nhiệt lượng cần thiết để đun lượng nước đó từ 150C đến 1000C là:

Q=Q1+Q2=m1c1(t2t1)+m2c2(t2t1)=(m1c1+m2c2)(t2t1)=(1,5.460+5.4200)(10015)=1843650J