Giáo án Vật lý 9 phần nhiệt học

ệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K)
	t2 : nhiệt độ lúc sau; t1 ban đầu của vật (0C)
* Lưu ý: t2>t1.
* Nhiệt lượng vật tỏa ra cũng tính bằng công thức tương tự:
	Qtr = m.c.(t1 - t2) với t1> t2.
2.Phương trình cân bằng nhiệt: 
	Qtỏa ra = Qthu vào
* Qtỏa ra : tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra.
* Qthu vào: tổng nhiệt lượng của các vật thu vào.
3. Nhiệt lượng m kilôgam nhiên liệu khi đó cháy hoàn toàn.
Q = q.m	với 	m : khối lượng của nhiên liệu
	q : năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu
	Q: nhiệt lượng nhiên liệu tỏa ra.
4. Hiệu suất của động cơ nhiệt ( hoặc việc sử dụng nhiệt)
* với 	Qci : nhiệt lượng vật nhận vào để tăng nhiệt độ.
	Qtp: nhiệt lượng mà nguồn nhiệt cung cấp (do nhiên liệu cháy hoặc vật khác tỏa ra).
II. Sự chuyển thể của các chất
1. Sơ đồ chuyển thể:
Ngưng tụ tỏa
Hóa hơi thu
Đông đặc thu
Nóng chảy thu
ở nhiệt độ nóng sôi
ở nhiệt độ nóng chảy
Thể
khí
Thể lỏng
Thể rắn
2. Nhiệt lượng vật thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy (điểm nóng chảy)
	Q = l.m
Với 	m : khối lượng vật (kg)
	l: nhiệt nóng chảy của chất làm vật (J/kg)
	Q: nhiệt lượng vật thu vào để m kilôgam chất nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy (J)
* Khi chất lỏng đông đặc ở nhiệt độ nóng chảy , nhiệt lượng chất lỏng tỏa ra cũng được tính bằng công thức trên.
3. Nhiệt lượng chất lỏng thu vào để hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi (điểm sôi)
	Q = L.m
Với 	m: khối lượng chất lỏng (kg)
	L: nhiệt hóa hơi (J/kg)
	Q: nhiệt lượng chá lỏng thu vào để hóa hơi hoàn toàn ở điểm sôi (J)
* Khi ngưng tụ ở điểm sôi, nhiệt lượng hơi tỏa ra cũng được tính bằng công thức trên.
III/ Động cơ nhiệt:
Hiệu suất của động cơ nhiệt: 
Với 	Qci: phần nhiệt lượng có ích chuyển hóa thành công A (J)
	Qtp: phần năng lượng mà động cơ nhiệt tiêu thụ ( hoặc năng lượng do nhiên liệu cung cấp) (J)
	Qtp = Qci+ Qhp
Qhp: phần năng lượng hao phí (tỏa ra môi trường, do ma sát...)
B. Bài tập
1. Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 2 lít nước đựng trong một ấm nhôm từ 200C đến 1000C. cho biết khối lượng của ấm là 0,5kg; nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; của nhôm là 880 J/kg.K.
(trích đề thi HSG Huyện Mỹ Xuyên 2004-2005)
2. Người ta thả một miếng đồng khối lượng 600g ở nhiệt độ 1000C vào 2,5kg nước . Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 300C . Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu độ nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình đựng nước và môi trường bên ngoài ? 
Cho biết: cđồng =380 J/kg.K	; cnước = 4200 J/kg.K
(trích đề thi HSG Huyện Mỹ Xuyên 2005-2006)
3. Một bình nhiệt lượng kế đựng 200g nước ở nhiệt độ 300C . Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 300g ở 100C và một miếng đồng có khối lượng 400g ở 350C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt lượng kế và môi trường bên ngoài . Tính nhiệt độ cuối cùng của hệ khi có sự cân bằng nhiệt?
	Biết cnước = 4200 J/kg.K ; csắt = 460 J/kg.K 	; cđồng = 380 J/kg.K
(trích đề thi HSG Huyện Mỹ Xuyên 2008-2009)
4. 
a) Người ta pha 3kg nước có nhiệ độ 150C và 4kg nước sôi thì thu được nước có nhiệt độ là bao nhiêu?
b) Muốn có 100kg nước có nhiệt độ 350C từ hai loại nước trên thì phải pha mỗi loại là bao nhiêu ?
	cho biết : cnước = 4200 J/kg.K
(trích đề thi HSG Huyện Trần Đề 2009-2010)
5. (HD làm BTVL 8) Đổ 738 g nước ở nhiệt độ 150C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g , rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 1000 , nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 170C . Biết nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/kg.K.
	Hãy tính nhiệt dung riêng của đồng ?
(trích đề thi HSG Huyện Trần Đề 2010-2011)
ĐS: Cđ =376,74J/kg.K
6. (HD làm BTVL 8) Muốn có 100 lít nước ở nhiệt độ 350C thì phải đổ bao nhiêu lít nước đang sôi vào bao nhiêu lít nước ở nhiệt độ 150C ?
ĐS: mlạnh = 76,5 kg; msôi = 23,5kg
7. (500 BTVL THCS) Trộn lẫn rượu vào nước , người ta thu được một hổn hợp nặng 140gam ở nhiệt độ t = 360C. Tính khối lượng nước và rượu đã pha , biết rằng ban đầu rượu có nhiệt độ t1 = 190C và nước có nhiệt độ t2 = 1000C. Nhiệt dung riêng của rượu và nước là c1 = 2500J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K
8. (500 BTVL 8) Hai bình nước giống nhau , chứa hai lượng nước như nhau. Bình thứ nhất có nhiệt độ t1, bình thứ hai có nhiệt độ t2 = 2t1. Sau khi trộn lẫn với nhau, nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 360C . 
	Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình.
ĐS: t1 = t2 = 480C
9. (500 BTVL THCS) 
 Hai bình nước giống nhau , chứa hai lượng nước như nhau. Bình thứ nhất có nhiệt độ t1, bình thứ hai có nhiệt độ t2 = t1. Sau khi trộn lẫn với nhau, nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 250C . 
	Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình.
10. (500BTVL 8)
	 Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1 = 120g, chứa một lượng nước có khối lượng m2 = 600g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C. Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180g đã được nung nóng tới 1000C. Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ là t = 240C. Tính khối lượng m3 của nhôm, m4 của thiếc có trong hổn hợp.
	Biết: cnlk = 460J/kg.K, cnước = 4200J/kg.K, cnhôm = 900J/kg.K, cthiếc = 230J/kg.K
ĐS: m3 = 140g ; m4 = 40g
11 . (500 BTVL THCS) 
Người ta đổ m1 (kg) nước ở nhiệt độ t1 = 600C vào m2 (kg) nước đá ở nhiệt độ t2 = -50C. Khi có cân bằng nhiệt , lượng nước thu được là m = 50kg có nhiệt độ t = 250C. Tính m1, m2 . cho nhiệt dung riêng của nước và nước đá là c1 = 4200J/kg.K, c2 = 2100J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá l= 3,4.105J/kg.
12. (500 BTVL THCS)
	Bỏ 100g nước đá ở t1 = 00C vào 300g nước ở t2 =200C.
a) Nước đá có tan hết không? cho nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá l= 3,4.105J/kg.
b) Nếu không, tính khối lượng nước còn lại?
13. (500 BTVL THCS) Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 100g chứa m2 = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 100C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiết có khối lượng m = 200g được nung nóng đến nhiệt độ t2 = 1200C. nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 140C. Tính khối lượng nhôm và thiết có trong hợp kim. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiết lần lượt là: c1 = 900J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; c3 = 230J/kg.K.
14. (500 BTVL THCS) 
	Một khối sắt có khối lượng m ở nhiệt 1500C khi thả vào một bình nước thì làm nhiệt độ nước tăng từ 200C lên 600C. Thả tiếp vào nước khối sắt thứ hai có khối lượng ở 1000C thì nhiệt độ sau cùng của nước là bao nhiêu ?
	(trích đề thi TS trường THPT chuyên Trần Đại Nghĩa TPHCM - 2003)
15. (500 BTVL THCS) 
	Một ấm nhôm có khối lượng m1 = 250g chứa 1,5lít nước ở t1 = 200C . 
	a. Tính nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước nói trên. Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là c1=880J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K.
	b. Tính lượng dàu cần dùng. Biết hiệu suất khi đun nước bằng bếp dầu là 30% và năng suất tỏa nhiệt của dầu là q = 44.106J/kg.
16. (500 BTVL THCS) 
	 Rót nước ở nhiệt độ t1 = 200C vào một nhiệt lượng kế. Thả trong nước một cục nước đá khối lượng m2 = 0,5kg và nhiệt độ t2 = - 150C . Hãy tìm nhiệt độ của hổn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết khối lượng nước đổ vào m1 = m2 . Cho nhiệt dung riêng của nước c1 = 4200J/kg.K, của nước đá c2 = 2100J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá l = 3,4.105 J/kg.
17. (500 BTVL THCS) 
	Thả một cục nước đá lạnh có khối lượng m1 = 900g vào m2 = 1,5kg nước ở nhiệt độ t2 = 60C . Khi có cân bằng nhiệt, lượng nước chỉ còn lại 1,47kg. Xác định nhiệt độ ban đầu của cục nước đá. Cho nhiệt dung riêng nước đá c1 = 2100 J/kg.K, của nước c2 = 4200J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá l = 3,4.105 J/kg.
18. . (500 BTVL THCS) 
	Người ta trộn m1 = 500g nước đá , m2 = 500g nước cùng nhiệt độ t1 = 00C vào một xô nước ở nhiệt độ 500C . Khối lượng tổng cộng của chúng là m = 2kg. Tính nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nước c2 = 4200J/kg, nhiệt nóng chảy của nước đá l = 3,4.105 J/kg.Bỏ qua khối lượng và sự thu nhiệt của xô.
19. (500 BTVL THCS) 
Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 200g chứa m2 = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 200C.
a) Đổ thêm vào bình một khối lượng nước m ở nhiệt độ t2 = 50C. khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước trong bình là t = 100C. tìm m?
b) Sau đó người ta thả vào bình một khối nước đá có khối lượng m3 ở nhiệt độ t3 = -50C. Khi cân bằng nhiệt thì thấy trong bình còn lại 100g nước đá. Tìm m3 ? 
	Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là: c1 = 880J/kg.K; nhiệt dung riêng của nước c2 = 4200J/kg.K; nhiệt dung riêng của nước đá c3 = 2100J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá l= 3,4.105J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.
(trích đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng 2010- 2011)
20. (500 BTVL THCS)
	a) tính nhiệt lượng Q cần thiết để cho 2 kg nước đá ở -100C biến thành hơi, cho biết: nhiệt dung riêng của nước đá là 1800J/kg.K; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là 34.104J/kg; nhiệt hóa hơi của nước là 23.105J/kg.
	b) Nếu dùng một bếp dầu hỏa có hiệu suất 80% , người ta phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu lít dầu để cho 2kg nước đá ở -100C biến thành hơi. Biết Khối lượng riêng của dầu hỏa là 800kg/m3; năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 44.106J/kg.
	(trích đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng 2011- 2012)
21.Người ta thả thêm mọt miếng đồng có khối lượng m1 = 0,2kg đã được đốt nóng đến nhiệt độ t1vào một nhiệt lượng kế chứa m2 = 0,28kg nước ở nhiệt độ t2 = 200C . Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là t3 = 800C . Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của động và nước lần lượt là c1 = 400J/kg.K, D1 = 8900kg/m3 , c2 = 4200J/kg.K , D2 = 1000kg/m3, nhiệt hóa hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế với môi trường.
	a) Xác định nhiệt độ ban đầu t1 của đồng.
	b) Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m3 cũng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế trên thì khi lặp lại cân bằng nhiệt , mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước khi thả miếng đồng m3 . Xác định khối lượng m3 .
(trích đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng 2012- 2013)
ĐÁP ÁN 2.20
* Dùng cân để xác định khối lượng của:
- Nhiệt lượng kế: mk
- Nước trong nhiệt lượng : m1
- Vật rắn: m1
* tiến hành đo:
Nhiệt độ nước trong nhiệt lượng kế: t1
- Nhiệt độ nước có vật trong bình đun trên bếp: t2
-