Giải Vật Lí 12 trang 32 Kết nối tri thức

---

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 12 trang 32 trong Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí 12 trang 32.

Giải Vật Lí 12 trang 32 Kết nối tri thức

Bài tập 1 trang 32 Vật Lí 12: Quy ước dấu nào sau đây phù hợp với định luật I của nhiệt động lực học?

A. Vật nhận công: A < 0; vật nhận nhiệt lượng: Q < 0.

B. Vật nhận công: A > 0; vật nhận nhiệt lượng: Q > 0.

C. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q > 0.

D. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q < 0.

Lời giải:

Vật nhận công: A > 0; vật thực hiện công: A < 0

Vật nhận nhiệt lượng: Q > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q < 0

Đáp án đúng là B

Bài tập 2 trang 32 Vật Lí 12: Một lượng nước và một lượng rượu có thể tích bằng nhau được cung cấp các nhiệt lượng tương ứng là Q₁ và Q₂. Biết khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m³ và của rượu là 800 kg/m³, nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/kg.K và của rượu là 2 500 J/kg.K. Để độ tăng nhiệt độ của nước và rượu bằng nhau thì:

A. Q₁ = Q₂.

B. Q₁ = 1,25Q₂.

C. Q₁ = 1,68Q₂.

D. Q₁ = 2,10Q₂.

Lời giải:

Nhiệt lượng cung cấp cho nước:

$Q_1=m_1{c}_1\Delta T=1000.V\mathrm{.4200.}\Delta T=4,{2.10}^{6}V.\Delta T$

Nhiệt lượng cung cấp cho rượu:

$Q_2=m_2{c}_2\Delta T=800.V\mathrm{.2500.}\Delta T={2.10}^{6}V.\Delta T$

Để độ tăng nhiệt độ bằng nhau thì $\frac{Q_1}{4,{2.10}^6}=\frac{Q_2}{{2.10}^6}\Rightarrow Q_1=2,1.Q_2$

Đáp án đúng là D

Bài tập 3 trang 32 Vật Lí 12: Lấy hai túi trà lọc giống nhau. Thả nhẹ nhàng một túi vào cốc thuỷ tinh đựng nước nguội, một túi vào cốc thuỷ tinh đựng nước nóng để các túi nằm yên ở đáy cốc. Quan sát và dùng mô hình động học phân tử về cấu tạo chất để giải thích hiện tượng xảy ra trong hai cốc.

Lời giải:

Màu nước trong cốc thuỷ tinh đựng nước nóng nhanh đậm hơn. Vì ở nhiệt độ càng cao, các phân tử chuyển động càng nhanh, càng hỗn hoạn, khi thả túi trà lọc vào cốc nước nóng, nước nóng thẩm thấu vào trà nhanh hơn, làm cho các phân tử trong trà thoát ra nhanh hơn, hoà tan vào nước nhanh hơn, nên nước có màu đậm nhanh hơn.

Bài tập 4 trang 32 Vật Lí 12:

a) Một ấm điện công suất 1 000 W. Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước có nhiệt độ ban đầu là 20 ^oC đến khi sôi ở áp suất tiêu chuẩn. Tại sao kết quả chỉ được coi là gần đúng?

b) Nếu để nước trong ấm sôi thêm 2 phút thì lượng nước còn lại trong ấm là bao nhiêu? Lấy nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước là c = 4,2.10³ J/kg.K và L = 2,26.10⁶ J/kg.

Lời giải:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước:

$Q=mc\Delta T=0,\mathrm{3.4200.}(100-20)=100800J$

Thời gian cần đun: $t=\frac{Q}{\text{P}}=\frac{100800}{1000}=100,8s=1,68$ phút

Kết quả trên chỉ được coi là gần đúng vì trong quá trình đun sẽ xảy ra sự mất mát nhiệt lượng ra môi trường bên ngoài.

b) Đun sôi nước thêm 2 phút thì nhiệt lượng hoá hơi cung cấp thêm cho nước là:

$Q=\text{P}.t=\mathrm{1000.2.60}={12.10}^{4}J$

Khối lượng nước hoá hơi: $m=\frac{Q\text{'}}{L}=\frac{{12.10}^4}{2,{26.10}^6}=0,053kg$ = 53 g

Lượng nước còn lại trong ấm: m’ = 300 – 53 = 247 g

Bài tập 5 trang 32 Vật Lí 12: Dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 600 g đựng 1,5 lít nước ở nhiệt độ 20°C. Sau 35 phút đã có 20% lượng nước trong ấm hoá hơi ở nhiệt độ sôi 100 °C. Tính nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây, biết chỉ có 75% nhiệt lượng mà bếp toả ra được dùng vào việc đun ấm nước. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hoá hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi 100 °C là 2,26.10⁶ J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít.

Lời giải:

Nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm:

$Q_1=m_1{c}_1\Delta T=0,\mathrm{6.880.}(100-20)=42240J$

Nhiệt lượng để đun sôi nước:

$Q_2=m_2{c}_2\Delta T=1,\mathrm{5.4200.}(100-20)=504000J$

Nhiệt lượng hoá hơi nước ở nhiệt độ sôi:

$Q_3=L{m}_3=2,{26.10}^6.1,5.20\%=678000J$

Tổng nhiệt lượng ấm nhôm và nước nhận được:

$Q=Q_1+Q_2+Q_3=42240+504000+678000=1224240J$

Nhiệt lượng mà bếp cung cấp: $Q\text{'}=\frac{Q}{75\%}=\frac{1224240}{75\%}=1632320J$

Nhiệt lượng trung bình mà bếp cung cấp trong mỗi giây:

$Q_{tb}=\frac{Q\text{'}}{35.60}=\frac{1632320}{35.60}\approx 777,3J$

Em có thể trang 32 Vật Lí 12: Giải thích được các hiện tượng và tính toán được các đại lượng liên quan đến định luật I của nhiệt động lực học, các quá trình truyền nhiệt và chuyển thể.

Lời giải:

Ví dụ bài toán chuyển thể như sau: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm 2,0 g nước đá từ –20 °C chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C.

Lời giải

Nhiệt lượng để nước đá từ –20 °C đến 0 °C là:

$Q_1=mc\Delta t_1=0,\mathrm{002.4200.}(0-(-20\left)\right)=168J$

Nhiệt lượng để nước từ 0 °C đến 100 °C là:

$Q_2=mc\Delta t_2=0,\mathrm{002.4200.}(100-0)=840J$

Nhiệt lượng nóng chảy nước đá ở 0 °C là:

$Q_3=\lambda m=3,{33.10}^5.0,002=666J$

Nhiệt lượng hoá hơi nước ở 100 °C là:

$Q_4=Lm=2,{3.10}^6.0,002=4600J$

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp: $Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=6274J$