Chào bạn! Mình sẽ giúp bạn giải các câu hỏi trong phần luyện đề chương I - Vật Lí Nhiệt nhé.
---
**Câu 3 (phần đầu)**
*Thông tin bài:*
- Khối lượng đồng: \(m_{Cu} = 2\,kg\)
- Nhiệt độ đồng giảm từ \(80^\circ C\) xuống \(10^\circ C\)
- Nhiệt dung riêng đồng: \(c_{Cu} = 380\, J/kg.K\)
- Thể tích nước: \(V_{H2O} = 2\, l = 2\, kg\) (gần đúng vì mật độ nước là 1 kg/l)
- Nhiệt dung riêng nước: \(c_{H2O} = 4200\, J/kg.K\)
a) Tính nhiệt lượng tỏa ra của đồng:
\[
Q_{Cu} = m_{Cu} \cdot c_{Cu} \cdot \Delta t = 2 \times 380 \times (80 - 10) = 2 \times 380 \times 70 = 53200\, J
\]
Vậy kết quả a) đúng.
b) Nhiệt lượng mà nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng tỏa ra (giả sử không mất mát nhiệt):
\[
Q_{H2O} = Q_{Cu} = 53200\, J
\]
c) Tính nhiệt độ tăng của nước:
\[
Q_{H2O} = m_{H2O} \cdot c_{H2O} \cdot \Delta t_{H2O} \implies \Delta t_{H2O} = \frac{Q_{H2O}}{m_{H2O} c_{H2O}} = \frac{53200}{2 \times 4200} \approx 6.33^\circ C
\]
Như vậy nước chỉ nóng lên khoảng \(6.33^\circ C\), không phải \(63.33^\circ C\).
d) Tỉ số nhiệt lượng tỏa ra của đồng và nhiệt lượng thu vào của nước:
\[
\frac{Q_{Cu}}{Q_{H2O}} = 1
\]
---
**Câu 4 (nấu chảy thép)**
Dữ liệu:
- Nhiệt độ ban đầu thép: \(t_1 = 20^\circ C\)
- Nhiệt độ nóng chảy: \(t_2 = 1400^\circ C\)
- Nhiệt dung riêng của thép: \(c = 0.46\, kJ/kg.K = 460\, J/kg.K\)
- Nhiệt nóng chảy: \(\lambda = 83.7 \times 10^3\, J/kg\)
- Than đá đốt hết: \(m_1 = 200\, kg\)
- Năng suất tỏa nhiệt than: \(q_1 = 29 \times 10^6\, J/kg\)
- Hiệu suất lò: 60% tức 0.6
a) Hiệu suất 60% có nghĩa là 60% nhiệt lượng từ than được dùng để nung nóng và làm nóng chảy thép.
b) Nhiệt lượng than tỏa ra:
\[
Q_m = m_1 q_1 = 200 \times 29 \times 10^6 = 5.8 \times 10^9\, J
\]
c) Nhiệt lượng cần thiết để nung nóng và làm nóng chảy thép:
\[
Q_{ti} = m \cdot c (t_2 - t_1) + \lambda m = m \times [460 \times (1400 - 20) + 83700]\, J
\]
Chú ý: nhiệt dung riêng \(c\) đã đổi thành J/kg.K.
d) Tính khối lượng thép nung chảy:
Hiệu suất lò là 60%, tức chỉ có 60% \(Q_m\) được dùng:
\[
0.6 \times Q_m = Q_{ti}
\]
Thay \(Q_m\) và \(Q_{ti}\):
\[
0.6 \times 5.8 \times 10^9 = m \times [460 \times (1380) + 83700]
\]
Tính:
\[
460 \times 1380 = 634800\, J/kg
\]
\[
634800 + 83700 = 718500\, J/kg
\]
Từ đó:
\[
m = \frac{0.6 \times 5.8 \times 10^9}{718500} = \frac{3.48 \times 10^9}{7.185 \times 10^5} \approx 4845\, kg \approx 4.8\, tấn
\]
Vậy khối lượng thép nung chảy xấp xỉ 4.8 tấn.
---
**Phần 3: Câu trắc nghiệm**
**Câu 1:**
Cung cấp công \(A = 200\, J\), nhiệt lượng thoát ra môi trường \(Q_{ra} = 120\, J\).
Theo định luật nhiệt động học:
\[
\Delta U = A - Q_{ra} = 200 - 120 = 80\, J
\]
Nội năng của hệ tăng 80 J.
---
**Câu 2:**
Khối lượng khoai tây \(m = 0.5\, kg\)
Nhiệt dung riêng \(c = 3.40 \times 10^3\, J/kg.K\)
Nhiệt độ tăng từ \(20^\circ C\) đến \(100^\circ C\), tức \(\Delta t = 80 K\)
Nhiệt lượng thu vào:
\[
Q = m c \Delta t = 0.5 \times 3.4 \times 10^3 \times 80 = 136000\, J = 1.36 \times 10^5\, J
\]
Kết quả làm tròn đến hàng phần mười là \(1.4 \times 10^5\, J\).
---
**Câu 3:**
Đầu thép khối lượng \(m = 15\, kg\) nóng lên \(\Delta t = 20^\circ C\)
Nhiệt dung riêng thép: \(c = 460\, J/kg.K\)
Chỉ 40% cơ năng biến thành nhiệt năng:
- Nhiệt lượng tăng lên của đầu búa:
\[
Q = m c \Delta t = 15 \times 460 \times 20 = 138000\, J
\]
- Cơ năng chuyển thành nhiệt năng là 40%:
\[
A = \frac{Q}{0.4} = \frac{138000}{0.4} = 345000\, J
\]
- Thời gian hoạt động \(t = 2\, phút = 120\, s\)
- Công suất:
\[
P = \frac{A}{t} = \frac{345000}{120} = 2875\, W
\]
---
Nếu bạn cần giải thêm phần câu 4 hay các câu khác, bạn hãy gửi rõ đề bài đầy đủ để mình giúp nhé!