CHƯƠNG VI: NHIỆT -  PHẦN 2

Câu 1: Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt không phụ thuộc vào yếu tố nào?

Trả lời:

Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình truyền nhiệt: Q = m.c.∆t

trong đó: c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K); m là khối lượng của vật.

∆t = t₂ – t₁ là độ biến thiên nhiệt độ; t₁ là nhiệt độ ban đầu; t₂ là nhiệt độ sau.

→ Q không phụ thuộc vào thời gian truyền nhiệt

Câu 2: Khi các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động hỗn độn không ngừng nhanh lên thì đại lượng nào tăng lên?

Trả lời:

Khi các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động hỗn độn không ngừng nhanh lên thì:

+ Nhiệt độ của vật tăng lên.

+ Chuyển động nhiệt của các phân tử tăng, động năng của các phân tử cấu tạo nên vật tăng, nhiệt năng tăng.

Câu 3:  Bức xạ nhiệt là gì? Đối lưu là gì? Dẫn nhiệt là gì? Cho ví dụ minh họa?

Trả lời:

• Dẫn nhiệt là sự truyền năng lượng trực tiếp từ các phân tử có động năng lớn hơn sang các phân tử có động năng nhỏ hơn qua va chạm. Chất rắn dẫn nhiệt tốt, chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.
• Đối lưu là sự truyền năng lượng bằng các dòng chất lưu di chuyển từ vùng nóng hơn lên vùng lạnh hơn trong chất lưu.
• Bức xạ nhiệt là sự truyền năng lượng thông qua tia nhiệt. Tia nhiệt có thể truyền trong chân không.

VD:

- Dẫn nhiệt: thả thanh sắt và cốc nước nóng, một thời gian sau thanh sắt nóng lên
- Đối lưu: khi đun nước, dòng nước bên dưới sẽ nóng lên, trọng lượng riêng giảm và chuyển động dần lên phía trên, phần nước ở phía trên có trọng lượng riêng lớn hơn nên chuyển động xuống dưới. Cứ như thế tạo thành dòng đối lưu.
- Bức xạ nhiệt: năng lượng của mặt trời chiếu xuống trái đất là bức xạ nhiệt.

Câu 4: Hình thức truyền nhiệt chủ yếu của các chất là?

Trả lời:

Các hình thức truyền nhiệt chủ yếu của các chất là:

+ Chất rắn: dẫn nhiệt.

+ Chất lỏng và chất khí: đối lưu.

+ Chân không: bức xạ nhiệt.

Câu 5: Sự giãn nở vì nhiệt của nước khác thủy ngân và dầu ở điểm cơ bản nào?

Trả lời:

 Thủy ngân và dầu có thể tích càng tăng khi nhiệt độ càng tăng( giãn nở đều). Nước sẽ giảm thể tích khi nhiệt độ tăng từ thấp đến 4°C, từ 4°C nếu tăng nhiệt độ thì thể tích nước tăng ( giãn nở không đều).

Câu 6: Tại sao quả bóng bàn bị bẹp, khi được nhúng vào nước nóng lại phòng lên như cũ?

Trả lời:

- Khi nhúng vào nước nóng vỏ quả bóng bàn và không khí trong quả bóng sẽ nở ra.

- Nhưng do không khí nở vì nhiệt nhiều hơn vỏ quả bóng bàn, nên nó sẽ làm vỏ quả bóng phồng nên như cũ

Câu 7: Trên đường ray hoặc trên các cây cầu, các khớp nối có được đặt khít nhau không, vì sao?

Trả lời:

  Các khớp nối không được đặt khít nhau. Bao giờ các khớp nối cũng được đặt cách nhau vài centimet để tránh trường hợp các phần bị đội lên nhau khi giãn nở vì nhiệt.

Câu 8: Các tấm lợp mái nhà thường có dạng lượn sóng là để?

Trả lời:

- Các tấm tôn lợp có dạng lượn sóng là để tránh tác hại của sự co dãn vì nhiệt của chất rắn.

- Nếu lợp tôn phẳng, khi trời nắng, mái tôn bị đinh ghim chặt lại làm cản trở hoạt động co dãn gây ra hiện tượng rách mái tôn.

- Khi ta để ở dạng lượn sóng, mái tôn có thể co dãn thoải mái mà không bị đinh làm gián đoạn hoạt động co dãn của nó.

Câu 9: Giải thích vì sao mùa đông áo bông giữ ấm được cơ thể?

Trả lời:

Mùa đông áo bông giữ ấm được cơ thể vì bông xốp nên trong áo bông có chứa không khí mà không khí dẫn nhiệt kém nên hạn chế sự dẫn nhiệt từ cơ thể ra ngoài.

Câu 10: Tại sao xoong, nồi thường làm bằng kim loại còn bát, đĩa thường làm bằng sành sứ?

Trả lời:

Xoong, nồi dùng để nấu nên làm bằng kim loại để chúng dẫn nhiệt tốt; bát đĩa làm bằng sành sứ để hạn chế sự truyền nhiệt từ thức ăn xuống.

Câu 11: Ở xứ lạnh người ta thường làm cửa sổ có một hay nhiều lớp kính?

Trả lời:

Ở xứ lạnh người ta thường làm cửa sổ có hai hay ba lớp kính vì không khí giữa hai tấm kính cách nhiệt tốt làm giảm sự mất nhiệt trong nhà.

Câu 12: Nhiệt độ vật giảm là do đâu?

Trả lời:

Do các phân tử chuyển động không ngừng nên chúng có động năng. Động năng phân tử phụ thuộc vào vận tốc của phân tử. Nhiệt độ thay đổi thì vận tốc phân tử thay đổi, nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh và hổn loạn, mà động năng của phân tử là thành phần của nội năng, do đó nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ.

→Nhiệt độ của vật giảm khi các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động chậm lại.

Câu 13: Một viên đạn đại bác có khối lượng 10 kg khi rơi tới đích có vận tốc 54 km/h. Nếu toàn bộ động năng của nó biến thành nội năng thì nhiệt lượng tỏa ra lúc va chạm vào khoảng?

Trả lời:

v =  = 15 m/s

Q =  =  =  = 1125 J

Câu 14: Nhiệt năng của một miếng đồng là 150 J. Sau khi thực hiện được một công vào miếng đồng làm nó nóng lên và nhiệt năng của miếng đồng lúc đó là 600 J. Nhiệt lượng miếng đồng nhận được là?

Trả lời:

Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.

⇒ Nhiệt lượng mà miếng đồng nhận được trong trường hợp trên bằng:

600 − 150 = 450 J.

Câu 15: Một vật có nhiệt năng 350 J, sau khi nung nóng nhiệt năng của nó là 1000J. Hỏi nhiệt lượng mà vật nhận được là bao nhiêu?

Trả lời:

Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.

⇒ Nhiệt lượng mà vật nhận được trong trường hợp trên bằng 1000 − 350 = 650 J.

Câu 16:  Tại sao trong chất rắn không xảy ra đối lưu?

Trả lời:

Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.

Trong chất rắn không xảy ra đối lưu vì các phân tử của chất rắn liên kết với nhau rất chặt, chúng không thể di chuyển thành dòng được.

Câu 17: Ba thanh sắt, đồng và nhôm ở nhiệt độ 20°C có kích thước giống nhau. Nếu hạ nhiệt độ của chúng xuống 0°C khi đó điều gì sẽ xảy ra? So sánh kích thước của 3 thanh kim loại đó?

Trả lời:

- Do nhôm giãn nở vì nhiệt nhiều hơn đồng, đồng giãn nở vì nhiệt nhiều hơn sắt. Nên khi nhiệt độ giảm thì nhôm bị co lại nhiều nhất, sắt bị co lại ít nhất.

Vì vậy kích thước của thanh sắt bị giảm đi ít nhất, nên nó lớn nhất.

Câu 18: Một viên bi thép có kích thước vừa đủ lọt qua một chiếc vòng thép. Nếu nung nóng hòn bi lên, nó có thể chui lọt qua vòng thép nữa không? Vì sao?

Trả lời:

 Vì khi nung nóng viên bi thì kích thước của viên bi tăng lên. Do đó nó không lọt qua vòng thép được nữa

Câu 19: Để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng, người ta đổ chất lỏng đó vào 20g nước ở 100°C. Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp nước là 37,5°C, mhh = 140g. Biết nhiệt độ ban đầu của nó là 20°C, cn = 4200 J/kg.K. Nhiệt dung riêng của chất lỏng trên là:

Trả lời:

Nhiệt lượng tỏa ra:

Q_tỏa = Q_n = m_n.c_n.(t₁ – t_cb) = 20.10^-3.4200.(100 – 37,5) = 5250 J.

Nhiệt lượng thu vào:

Q_thu = m_x.c_x.(t_cb - t_x) = (m_hh – m_n).c_x.(t_cb - t_x) = (140 – 20).10^-3.c_x.(37,5 – 20)

= 2,1.cx

Cân bằng nhiệt: Q_tỏa = Q_thu ⟺ 5250 = 2,1.c_x ⟹ c_x = 2500 J/kg.K

Câu 20: Một bình nước có chứa 3 lít nước ở nhiệt độ 20°C. Người ta đun nóng để nhiệt độ nước trong bình lên đến 90°C. Biết rằng trong giai đoạn từ 20°C đến 90°C cứ mỗi khi tăng 1 độ thì 1 lít nước sẽ tăng thêm 0,5cm³. Tích thể tính nước trong bình khi nhiệt độ là 90°C.

Trả lời:

- Trong bình có chứa 2 lít nước nên mỗi khi tăng 1 độ thì thể tích nước trong bình tăng 1,5 cm³.

- Thể tích nước tăng lên là:

   (90 – 20).1,5 = 105 (cm³) = 0,105 (lít)

- Thể tích nước trong bình lúc này là:

   3 + 0,105 = 3.105 (lít)

Đáp số: 3.105 lít