61 bài tập Khoa học tự nhiên 8 Chân trời sáng tạo Bài 26 có đáp án

Vì chất này có $c=\frac{Q}{m.Δt}=\frac{8400}{2}=4200J/kg.K$.

Đây là nhiệt dung riêng của nước.

Nhiệt lượng cần truyền cho 5 kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20$^{o}$C lên 50$^{o}$C là

Q = m.c.$Δ$t = 5.380.(50 – 20) = 57 000 J = 57 kJ.

Phân tử, nguyên tử có hai tính chất cơ bản sau đây:

– Nhiệt độ của vật càng cao, chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật càng nhanh.

– Giữa các phân tử, nguyên tử có lực hút và lực đẩy, gọi là lực tương tác phân tử, nguyên tử.

– Chuyển động nhiệt: Nhiệt độ của vật càng cao, chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật càng nhanh nên chuyển động này của các phân tử, nguyên tử được gọi là chuyển động nhiệt.

– Năng lượng nhiệt: Năng lượng mà vật có được nhờ chuyển động nhiệt được gọi là năng lượng nhiệt (gọi tắt là nhiệt năng). Do mọi vật đều được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử chuyển động hỗn loạn không ngừng nên mọi vật đều có nhiệt năng. Khi làm tăng nhiệt độ của vật thì nhiệt năng của vật tăng và ngược lại.

– Cục nước đá cũng có năng lượng nhiệt vì rằng nó cũng cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử chuyển động hỗn loạn không ngừng.

– Chuyển động nhiệt: Từ các quan sát thực nghiệm ta thấy nhiệt độ của vật càng cao, chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật càng nhanh nên chuyển động này của các phân tử, nguyên tử được gọi là chuyển động nhiệt.

– Năng lượng nhiệt: Năng lượng mà vật có được nhờ chuyển động nhiệt được gọi là năng lượng nhiệt (gọi tắt là nhiệt năng). Do mọi vật đều được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử chuyển động hỗn loạn không ngừng nên mọi vật đều có nhiệt năng. Khi làm tăng nhiệt độ của vật thì nhiệt năng của vật tăng và ngược lại.

Mô tả, giải thích và thực hiện hai cách khác nhau để làm tăng năng lượng nhiệt của hai bàn tay mình là:

– Cách 1. Ta nhúng tay vào nước ấm hay hơ tay gần bếp lửa thì tay ta nóng lên, năng lượng nhiệt của hai bàn tay ta tăng lên, đây là cách tăng năng lượng nhiệt bằng cách truyền nhiệt và bức xạ nhiệt.

– Cách 2. Ta xoa mạnh hai bàn tay vào nhau, sau một thời gian thì ta thấy tay ta nóng lên, năng lượng nhiệt của hai bàn tay ta tăng lên, đây là cách tăng năng lượng nhiệt bằng cách thực hiện công.

Các phân tử muối tinh có thể xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước.

Tự thực hiện thí nghiệm.

a) Khi đun nước, nước nóng lên là quá trình truyền nhiệt.

b) Khi cưa, cả lưỡi cưa và gỗ đều nóng lên là thực hiện công.

c)* Nhiệt năng của nước không thay đổi vì nhiệt độ của nước không đổi. Nhiệt lượng do bếp cung cấp lúc này được dùng chủ yếu để biến động năng của các phân tử nước ở gần bề mặt làm chúng có động năng lớn thoát ra khỏi mặt thoáng của nước và bay hơi lên.

– Giống nhau: Nhiệt năng đều tăng.

– Khác nhau: Khi nấu nhiệt năng tăng do truyền nhiệt, khi xát nhiệt tăng do nhận công.

– Giống nhau: Đều có thể làm tăng hoặc giảm nhiệt năng.

– Khác nhau: Trong sự truyền nhiệt không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác; trong sự thực hiện công có sự chuyển hóa từ cơ năng sang nhiệt năng và ngược lại.

– Sai, vì nhiệt năng của một vật không những phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc số phân tử cấu tạo nên vật đó, nghĩa là còn phụ thuộc khối lượng của vật. Vì vậy, một giọt nước ở nhiệt độ 60$^{o}$C có nhiệt độ cao hơn nhưng có khối lượng nhỏ hơn nhiều cốc nước ở nhiệt độ 30$^{o}$C nên có nhiệt năng nhỏ hơn trong cốc nước.

– Phải nói: “Một giọt nước ở nhiệt độ 60$^{o}$C có các phân tử, nguyên tử chuyển động nhanh hơn nước trong một cốc nước ở nhiệt độ 30$^{o}$C.”

– Vì trong nước cũng có oxygen. Do hiện tượng khuếch tán nên khí oxygen từ trong không khí dần khuếch tán vào trong nước, nên trong nước cũng có oxygen.

– Những con cá và các sinh vật trong nước có thể lấy oxygen trong nước để thở.

– Vì vận tốc của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên chất tăng lên khi nhiệt độ tăng lên. Do đó cùng một khoảng thời gian các nguyên tử, phân tử có thể dịch chuyển được những đoạn đường dài hơn.

– Ngoài ra khi nhiệt độ tăng cao thì lực hút giữa các nguyên tử, phân tử cũng giảm nên chúng dễ bị các phân tử, nguyên tử khác đan xen vào hơn.

– Vì mặc dù oxygen có khuếch tán vào trong nước, nhưng do một số điều kiện nên lượng oxygen đó là không đủ để cho cá và các sinh vật trong bể nước sinh sống.

– Do đó người ta phải dùng máy bơm khí để cho lượng oxygen hòa tan trong nước được nhiều hơn.

Nhiệt lượng cần truyền cho ấm nhôm để tăng nhiệt độ từ 25$^{0}$C lên 100$^{0}$C là:

Q$_{1}$= m$_{1}$c$_{1Δ}$t = 0,3.880.(100 – 20) = 21 120 J.

Nhiệt lượng cần truyền cho nước để tăng nhiệt độ từ 20°C lên 100$^{0}$C là:

Q$_{2}$ = m$_{2}$c$_{2Δ}$t = 1,5.4200.(100 – 20) = 504 000 J.

Nhiệt lượng tổng cộng cần truyền là:

Q = Q$_{1}$ + Q$_{2}$ = 21 120 + 504 000 = 525 120 J = 525,12 kJ

Nhiệt lượng cần truyền để đun sôi nước:

Q$_{1}$= m$_{n}$.c$_{n}$ (t$_{2}$ – t$_{1}$) = 4200.85 = 357 000 J.

Nhiệt lượng cần truyền để ấm nóng lên:

Q$_{2}$= m$_{đ}$. c$_{đ}$ (t$_{2}$ – t$_{1}$) = 0,3.380.85 = 9 690 J.

Nhiệt lượng cần truyền để ấm và nước nóng lên đến sôi:

Q = Q$_{1}$ + Q$_{2}$ = 357 000 + 9 690 = 366 690 J

Thời gian đun: t = Q/q ≈ 12 phút 14s.