Chương II- Nhiệt học

Câu 1:  3 nguyên lí truyền nhiệt giữa hai vật là:

- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
- Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại
- Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
Câu 2: Đốt nóng ở đáy ống thì tất cả nước trong ống đều nóng lên
- Bởi vì lớp nước ở dưới đi lên , còn lớp nước ở trên đi xuống, cứ như thế tất cả nước trong ống đều nóng lên. 

1/ - Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn 
- Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại 
- Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào 
2/ Đốt ở đáy ống 
Vì lớp nước ở dưới đi lên, còn lớp nước ở trên đi xuống 
Cứ như thế tất cả nước trong ống đều nóng lên 

a)ta có phương trình cân bằng nhiệt:

m₁C(t₁-t)=m₂C(t-t₂)

\(\Leftrightarrow DV_1C\left(t_1-t\right)=DV_2C\left(t-t_2\right)\)

do cả hai chất đều là nước nên:

V₁(t₁-t)=V₂(t-t₂)

\(\Leftrightarrow2\left(80-t\right)=3\left(t-20\right)\)

giải phương trình ta có:

t=44 độ C

b)ta có:

nhiệt lượng nước ở 20 độ C thu vào là:

Q₂=m₂C(t-t₂)

\(\Leftrightarrow Q_2=DV_2\left(t-t_2\right)\)

nhiệt lượng nước ở 80 độ C:

Q₁=m₁C(t₁-t)

\(\Leftrightarrow DV_1C\left(t_1-t\right)\)

hiệu suất trao đổi nhiệt là:

\(\frac{Q_2}{Q_1}100=20\%\)

\(\Leftrightarrow\frac{DV_2C\left(t-t_2\right)}{DV_1C\left(t_1-t\right)}100=20\%\)

do cả hai chất đều là nước nên:

\(\frac{V_2\left(t-t_2\right)}{V_1\left(t_1-t\right)}100=20\%\)

\(\Leftrightarrow\frac{3\left(t-20\right)}{2\left(80-t\right)}100=20\%\)

giải phương trình ta có:

t=20 độ C

gọi:

c,q lần lượt là nhiệt dung của nhiệt lượng kế và nước

t₀,t lần lượt là nhiệt độ của nhiệt lượng kế và nước

ta có:
nếu đổ 10 ca nước vào nhiệt lượng kế thì phương trình cân bằng nhiệt là:

8c=10q(t-t₀-8)

\(\Leftrightarrow c=\frac{10q\left(t-t_0-8\right)}{8}=1.25q\left(t-t_0-8\right)\left(1\right)\)

nếu đổ 2 ca nước thì phương trình cân bằng nhiệt là:

3c=2q(t-t₀-3)(2)

thế (1) vào (2) ta có:

3.75q(t-t₀-8)=2q(t-t₀-3)

\(\Leftrightarrow3.75t-3.75t_0-30=2t-2t_0-6\)

\(\Leftrightarrow1.75t-1.75t_0-24=0\)

\(\Leftrightarrow1.75t=1.75t_0+24\)

\(\Rightarrow t=\frac{1.75t_0+24}{1.75}=t_0+\frac{96}{7}\left(3\right)\)

nếu đổ 1 ca nước vào nhiệt lượng kế thì phương trình cân bằng nhiệt là:(Δt là số tăng nhiệt độ)

Δtc=q(t-t₀-Δt)(4)

thế (1) vào (4) ta có:
1.25qΔt(t-t₀-8)=q(t-t₀-Δt)

\(\Leftrightarrow1.25\Delta t\left(t-t_0-8\right)=t-t_0-\Delta t\)

\(\Leftrightarrow1.25\Delta t.t-1.25\Delta t.t_0-10\Delta t=t-t_0-\Delta t\)

\(\Leftrightarrow1.25\Delta t\left(t-t_0\right)=t-t_0+9\Delta t\left(5\right)\)

thế (3) vào (5) ta có:
\(1.25\Delta t\left(t_0+\frac{96}{7}-t_0\right)=t_0+\frac{96}{7}+9\Delta t-t_0\)

\(\Leftrightarrow\frac{120\Delta t}{7}=\frac{96+63\Delta t}{7}\)

\(\Leftrightarrow57\Delta t=96\)

\(\Rightarrow\Delta t\approx1.68\)

vậy nếu đổ 1 ca vào bình nhiệt lượng kế thì nhiệt lượng kế tăng thêm 1.68 độ C

Gọi khối lượng của nhiệt lượng kế là m 
Gọi nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế là C 
Gọi t nhiệt độ ban đầu của NLK 


Gọi khối lượng của 1 ca nước nóng là m' 
Gọi nhiệt dung riêng của nước nóng là C' 
Gọi t' nhiệt độ ban đầu của ca nước nóng 

Gọi nhiệt độ cân bằng là to khi đổ 1 ca nước nóng đầu tiên 

► Khi đổ 1 ca nước 

Nhiệt lượng do 1 ca nước nóng tỏa ra 
Q1 = m'C' ( t' - to ) 

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào: 
Q = mC ( to - t ) = 5mC 

Ta có nhiệt lượng tỏa ra = nhiệt lượng thu vào 
=> Q1 = Q => m'C' ( t' - to ) = 5mC (1) 


► Khi đổ thêm vào 1 ca nước 
Nhiệt lượng do 2 ca nước nóng tỏa ra 
Q2 = 2m'C' [ t' - (to + 3) ] 

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào: 
Q' = mC [ ( to + 3 ) - t ] = 8mC (2) 

Ta có nhiệt lượng tỏa ra = nhiệt lượng thu vào 
=> Q2 = Q' => 2m'C' [ t' - (to + 3) ] = 8mC 

=> 2m'C' [ t' - (to + 3) ] = 8mC 

=> m'C' [ (t' - to) - 3 ] = 4mC (3) 

m'C' (t' - to) - 3m'C' = 4mC 

=> 5mC - 3m'C' = 4mC ( Do (1) ta có : m'C' (t' - to) = 5mC ) 

=> mC = 3m'C' (4) 


► Trường hợp đổ thêm 5 ca nước nóng 

Gọi t* là nhiệt độ tăng lên khi đổ thêm 5 ca nước nóng 

Nhiệt lượng do 7 ca nước nóng tỏa ra 
Q3 = 7m'C' [ t' - (to + 3 + t*) ] = 7m'C' [ t' - (to + 3) - t* ] = 7m'C' [ t' - (to + 3) ] - 7m'C't* 

=> Q3 = 7×4mC - 7m'C't* ( Do (3) ta có : m'C' [ t' - (to + 3) ] = 4mC ) 

=> Q3 = 28mC - 7mCt* /3 ( Do (4) ta có : m'C' = mC/3 ) 

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào: 
Q'' = mC [ (to + 3 + t*) - t ] = mC [ (to + 3 - t ) + t* ] = mC(to + 3 - t ) + mCt* 

=> Q'' = 8mC + mCt* ( do (2) ta có : 8mC = mC(to + 3 - t ) ) 

Ta có nhiệt lượng tỏa ra = nhiệt lượng thu vào 
=> Q3 = Q'' => 28mC - 7mCt* /3 = 8mC + mCt* 

=> 10t*/3 = 20 

=> t* = 6° C 

Vậy nhiệt độ của NLK tăng thêm 6° C

nhiệt dung là tích mC đó nha bạn