Với mong muốn giúp các em học sinh dễ dàng ôn tập và nắm bắt kiến thức chương trình Vật lý 9 một cách hiệu quả, HỌC247 xin giới thiệu đến các em tài liệu Tuyển tập các bài toán Nhiệt học nâng cao luyện thi HSG lớp 9 môn Vật lý có đáp án được biên tập đầy đủ, chi tiết kèm đáp án hướng dẫn. Mời các em cùng tham khảo và luyện tập. Chúc các em học tốt!
TUYỂN TẬP CÁC BÀI TOÁN NHIỆT HỌC
LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 MÔN VẬT LÝ
Bài 1: Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa nước đá nhiệt độ t1 = -50C. Người ta đổ vào bình một lượng nước có khối lượng m = 0.5kg ở nhiệt độ t2 = 800C. Sau khi cân bằng nhiệt thể tích của chất chứa trong bình là V = 1,2 lít. Tìm khối lượng của chất chứa trong bình. Biết khối lượng riêng của nước và nước đá là Dn = 1000kg/m3 và Dd = 900kg/m3, nhiệt dung riêng của nước và nước đá là 4200J/kgK, 2100J/kgK, nhiệt nóng chảy của nước đá là 340000J/kg.
Giải:
Nếu đá tan hết thì khối lượng nước đá là:
\({m_d} = V.{d_n} - m = 0,7(kg) \)
Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá tan hết là:
\(\begin{array}{l} {Q_1} = {m_d}{c_d}(0 - {t_1}) + \lambda {m_d}\\ \Rightarrow {Q_1} = 7350 = 238000 = 245350(J) \end{array}\)
Nhiệt lượng do nước toả ra khi hạ nhiệt độ từ 800C đến 00C là:
\({Q_2} = m{c_m}({t_2} - 0) = 168000(J)\)
Nhận xét do Q2 < Q1nên nước đá không tan hết nên trong bình tồn tại cả nước và nước đá. Suy ra nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 00C
Khối lượng nước đá đã tan là:
\({m_{d\tan }} = \frac{{168000 - 7350}}{{340000}} = 0,4725kg\)
Sau khi cân bằng nhiệt:
Khối lượng nước trong bình là:
\(\begin{array}{l} {m_n} = 0,5 + 0,4725 = 0,9725(kg)\\ \Rightarrow V = 0,9725l \end{array}\)
Thể tích nước đá trong bình là:
\({V_d} = V - {V_n} = 1,2 - 0,9725 = 0,0225l\)
Khối lượng nước đá trong bình là:
\({m_d}' = {V_d}.{D_d} = 0,2 - 475kg\)
Vậy khối lượng của chất trong bình là:
\(m = {m_n} + {m_d}' = 1,17725kg\)
Bài 2: Hai bình thông nhau chứa chất lỏng tới độ cao h. Bình bên phải có tiết diện không đổi là S. Bình bên trái có tiết diện là 2S tính tới độ cao h còn trên độ cao đó có tiết diện là S. Nhiệt độ của chất lỏng ở bình bên phải được giữ không đổi còn nhiệt độ chất lỏng ở bình bên trái tăng thêm C. Xác định mức chất lỏng mới ở bình bên phải. Biết rằng khi nhiệt độ tăng thêm 10C thì thể tích chất lỏng tăng thên â lần thể tích ban đầu. Bỏ qua sự nở của bình và ống nối.
Bài 3: Trong một cục nước đá lớn ở 00C có một cái hốc với thể tích V = 160cm3 . Người ta rốt vào hốc đó 60g nước ở nhiệt độ 750C. Hỏi khi nước nguội hẳn thì thể tích hốc rỗng còn lại bao nhiêu? Cho khối lượng riêng của nước và nước đá lần lượt là Dn = 1g/cm3,
Dd = 0,9g/cm3. Nhiệt nóng chảy của nước đá là: l = 3,36.105 J/kg.
Bài 4: Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa 200ml nước ở nhiệt độ ban đầu t0=100C. Để có 200ml nước ở nhiệt độ cao hơn 400C, người ta dùng một cốc đổ 50ml nước ở nhiệt độ 600C vào bình rồi sau khi cân bằng nhiệt lại múc ra từ bình 50ml nước. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với cốc bình và môi trường. Hỏi sau tối thiểu bao nhiêu lượt đổ thì nhiệt độ của nước trong bình sẽ cao hơn 400C ( Một lượt đổ gồm một lần múc nước vào và một lần múc nước ra)
Bài 5: Trong một xi lanh thẳng đứng dưới một pít tông rất nhẹ tiết diện S = 100cm2có chứa M = 1kg nước ở 00C. Dưới xi lanh có một thiết bị đun công suất P = 500W. Sau bao lâu kể từ lúc bật thiết bị đun pít tông sẽ được nâng lên thêm h = 1m so với độ cao ban đầu? Coi chuyển động của pít tông khi lên cao là đều , hãy ước lượng vận tốc của pít tông khi đó. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/ kg K,nhiệt hoá hơi của nước là 2,25.106J/kg, khối lượng riieng của hơi nước ở nhiệt độ 1000C và áp suất khí quyển là 0,6kg/m3. Bỏ qua sự mất mát nhiệt bởi xi lanh và môi trường.
Bài 6: Trong một bình thành mỏng thẳng đứng diện tích đáy S = 100cm3 chứa nước và nước đá ở nhiệt độ t1= 00C, khối lượng nước gấp 10 lần khối lượng nước đá. Một thiết bị bằng thép được đốt nóng tới t2 = 800C rồi nhúng ngập trong nước, ngay sau đó mức nước trong bình dâng lên cao thêm h = 3cm. Tìm khối lượng của nước lúc đầu trong bình biết rằng khi trạng thái cân bằng nhiệt được thiết lập trong bình nhiệt độ của nó là t = 50C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kgK, của nước đá là 2100J/kgK, của thép là 500J/kgK. Nhiệt nóng chảy của nước đá là 330KJ/Kg , khối lượng riêng của thép là 7700kg/m3.
Bài 7: Một bình nhiệt lượng ké có diện tích đáy là S = 30cm2 chứa nước (V= 200cm3) ở nhiệt độ T1= 300C. Người ta thả vào bình một cục nước đá có nhiệt độu ban đầu là T0 = 00C, có khố lượng m= 10g. Sau khi cân bằng nhiệt mực nước trong bình nhiệt lượng kế đã thay đổi bao nhiêu so với khi vừa thả cục nước đá? Biết rằng khi nhiệt độ tăng 10Cthì thể tích nước tăng b= 2,6.10-3 lần thể tích ban đầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường. Nhiệt dung của nước và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là: C= 4200J/kgK, l =330kJ/kg.
Bài 8: Trong một bình thí nghiệm có chứa nước ở 00C. Rút hết không khí ra khỏi bình, sự bay hơi của nước sảy ra khi hoá đá toàn bộ nước trong bình. Khi đó bao nhiêu phần trăm của nước đã hoá hơi nếu không có sự truyền nhiệt từ bên ngoài bình. Biết rằng ở 00C 1kg nước hoá hơi cần một nhịêt lượng là 2543.103J và để 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 00C cần phải cung cấp lượng nhiệt là 335,2.103J.
---Để xem tiếp nội dung Chuyên đề Tuyển tập các bài toán Nhiệt học nâng cao luyện thi HSG lớp 9 môn Vật lý, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Tuyển tập các bài toán Nhiệt học nâng cao luyện thi HSG lớp 9 môn Vật lý. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
Chúc các em học tập tốt !
