Giáo Dục

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


Hướng dẫn giải bài tập, bài thực hành trong bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng – sách giáo khoa vật lí 10 trang 170. Tất cả các kiến thức lý thuyết và bài tập trong bài học này đều được giải đáp cẩn thận, chi tiết. Chúng ta tham khảo để học tốt vật lí 10 bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng nhé.

Câu trả lời:

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Nội năng:

  • Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
  • Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật : U = f(T, V)

2. Độ biến thiên nội năng:

  • Độ biến thiên nội năng ∆U của vật là phần nội năng tăng thêm hay giảm bớt đi của vật trong một quá trình.

3. Các cách làm thay đổi nội năng:

  • Thực hiện công
  • Truyền nhiệt

4. Nhiệt lượng:

  • Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt gọi là nhiệt lượng(còn gọi tắt là nhiệt)

Ta có :            ∆U = Q  hay  Q = mc∆t

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

                      m là khối lượng của vật (kg)

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

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

II. GIẢI BÀI TẬP

Giải câu 1: Phát biểu định nghĩa nội năng…

Phát biểu định nghĩa nội năng.

Bài giải:

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?

Bài giải:

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.

Bài giải:

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.

Bài giải:

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.

Bài giải:

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.

Bài giải:

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)

Bài giải:

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)

Bài giải:

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-$t_{1}$)

= ( 0,128.0,128.10+ 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) .

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button
You cannot copy content of this page