Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 8 Bài 58 Nguyên lí I nhiệt động lực học

Một người có khối lượng 60kg nhảy từ cầu nhảy ở độ cao 5m xuống một bể bơi. Tính độ biến thiên nội năng của nước trong bể bơi. Bỏ qua các hao phí năng lượng thoát ra ngoài khối nước trong bể bơi. Lấy g = 10m/s²

Hướng dẫn giải:

Độ biến thiên nội năng của nước trong bể bơi bằng công của trọng lực:

\(\Delta U = A = m.g.h = 60.5.10 = 3000J\)

---

Một cốc nhôm khối lượng 100g chứa 300g nước ở nhiệt độ 20^oC. Người ta thả vào cốc nước một chiếc thìa đồng khối lượng 75g vừa rút ra khỏi nồi nước sôi ở 100^oC. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.độ, của đồng là 380J/kg.độ và của nước là 4,19.10³J/kg.độ.

Hướng dẫn giải:

Gọi nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt độ là t.

Nhiệt lượng thìa tỏa ra:

Q_tỏa = m_đồng.c_đồng.(t₁ − t) = 0,075.380.(100 − t) = 2850 − 28,5.t (J)

Nhiệt lượng vỏ cốc nhôm và nước thu vào:

Q_thu = (m_nhôm.c_nhôm + m_n.c_n).(t − 20) = 1345t − 26900 (J)

Phương trình cân bằng nhiệt:

Q_tỏa = Q_thu 

⇔ 2850 − 28,5.t = 1345.t – 26900

⇔ t = 21,7^oC

Vậy nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt độ là 21,7^oC.

---

Người ta cọ xát một miếng sắt dẹt khối lượng 100g trên một tấm gỗ. Sau một lát thì thấy miếng sắt nóng lên thêm 12^oC. Hỏi người ta đã tốn một công là bao nhiêu để thắng ma sát, giả sử rằng 40% công đó được dùng để làm nóng miếng sắt? Cho biết nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kg.độ.

Hướng dẫn giải:

Nhiệt lượng sắt nhận được:

\(Q = mc{\rm{\Delta }}t = 0,1.460.12 = 552\left( J \right)\)

Công tốn để thắng lực ma sát:

\(A = \frac{Q}{H} = \frac{{552}}{{40{\rm{\% }}}} = 1380\left( J \right)\)

 

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 8 Bài 58 Nguyên lí I nhiệt động lực học được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!