Giải SBT Vật lí 12 Bài 4. Nhiệt dung riêng

Đáp án đúng là C

Do lên trên cao áp suất giảm, nhiệt độ sôi giảm nên khi đun nước trên núi sẽ sôi nhanh hơn ở Hà Nội (nhiệt độ sôi của nước khi đó nhỏ hơn 100$^{o}$C).

Đáp án đúng là A

Nhiệt dung riêng của một chất phải được xét trong cùng một thể.

1. Gọi nhiệt độ nước ấm là T$_{A}$, khối lượng của một phần nước là m. Áp dụng công thức (4.1 SGK) $\frac{Q}{m\Delta T}=$hằng số, ta thấy để 3 phần nước lạnh tăng nhiệt độ từ T$_{L}$ lên T$_{A}$ cần một nhiệt lượng bằng: Q$_{1}$ = 3mc(T$_{A}$ - T$_{L}$).

Theo định luật bảo toàn năng lượng, nhiệt lượng toả ra khi 2 phần nước sôi giảm nhiệt độ về T$_{A}$ cũng chính bằng nhiệt lượng cần cung cấp cho chúng từ nhiệt độ T$_{L}$ đến nhiệt độ sôi, và bằng Q$_{2}$ = 2mc(100 – T$_{A}$).

Theo định luật bảo toàn năng lượng, Q$_{1}$ sẽ bằng Q$_{2}$ nên ta có:

3mc(T$_{A}$ - T$_{L}$) = 2mc(100 - T$_{A}$). Do đó ${T}_{A}=\frac{200+3{T}_{L}}{5}$

2. Áp dụng với T$_{L}$ = 20 °C ta tính được T$_{A}$ = 52 °C.

3. Áp dụng với T$_{L}$ = 25° C ta tính được T$_{A}$ = 55 °C.

Gọi nhiệt độ nước nóng là T$_{N}$ = 49 $^{o}$C; nhiệt độ nước ấm thích hợp là T$_{A}$ = 38 $^{o}$C; nhiệt độ nước lạnh là T$_{L}$ = 16 $^{o}$C. Gọi tỉ lệ nước nóng và nước lạnh là k, khối lượng nước lạnh cần sử dụng là m thì khối lượng nước nóng thêm vào là k.m.

Áp dụng công thức (4.1) và tính tương tự bài 4.6, ta có:

$mc({T}_{A}-{T}_{L})=kmc(49-{T}_{A})\Rightarrow (38-16)=k(49-38)\Rightarrow k=2$

Do đó ta thu được kết quả tỉ lệ nước nóng – lạnh là hai phần nước nóng với một phần nước lạnh.

Chú ý rằng 1,8 lít nước có khối lượng 1,8 kg; 1 kWh = 3 600 000 J.

Khối lượng nước cần đun trong một tháng bằng: 40.1,8.26 = 1 872 kg

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1 872 kg nước sôi từ nhiệt độ ban đầu 20 °C là

Q = mc(100 - 20) = 1 872.4 200.80= 628 992 000 J

Nếu đun nước bằng bếp điện thì cần lượng điện tiêu thụ là:

${N}_{B}=\frac{628992000}{3600000}\cdot \frac{100}{70}=249{,}6kWh$

Nếu đun nước bằng ấm điện thì cần lượng:

Số tiền điện dùng đun nước nhà trường tiết kiệm được mỗi tháng bằng: ${N}_{A}=\frac{628992000}{3600000}\cdot \frac{100}{90}=194{,}1kWh$

1 980(249,6 – 194,1) = 109 890 (đồng).

Đáp án đúng là A

Khi thép đang nóng chảy được làm nguội nhanh về nhiệt độ phòng sẽ giúp tăng độ cứng cho thép và cách làm như vậy được gọi là tôi thép. Người ta có thể sử dụng nước để làm hạ nhiệt độ nhanh cho thép đang nóng đỏ vì nhiệt dung riêng của nước cao hơn nhiều so với của thép trong khi đó nhiệt độ sôi của nước lại thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của thép.

Đáp án đúng là B

Không nên dùng vì các thí nghiệm về nhiệt hay về điện đối với xăng dầu đòi hỏi thiết bị và quy trình thí nghiệm phải tuyệt đối an toàn.

Đáp án đúng là B

Nhiệt dung riêng theo công thức ${c}_{{H}_{2}O}=\frac{P({τ}_{N}-{τ}_{M})}{m({t}_{N}-{t}_{M})}$ sẽ cho giá trị cao hơn thực tế vì hiệu suất bộ thí nghiệm luôn nhỏ hơn 100%.

1. Áp dụng công thức tính nhiệt dung riêng của nước ta được:

${c}_{{H}_{2}O}=\frac{P({τ}_{N}-{τ}_{M})}{m({t}_{N}-{t}_{M})}=\frac{950\cdot (144-32)}{1.(60-35)}=4256(J/Kg\cdot K)$

2. Khi hao phí nhiệt lượng là 1,4% thì nhiệt lượng cung cấp làm cho nước trong bình tăng nhiệt độ chỉ bằng 98,6% điện năng tiêu thụ, do đó nhiệt dung riêng của nước khi tính lại bằng: ${c}_{{H}_{2}O}=\frac{98{,}6\%P({τ}_{N}-{τ}_{M})}{m({t}_{N}-{t}_{M})}=\frac{98{,}6\%.950\cdot (144-32)}{1.(60-35)}=4196{,}4(J/kg\cdot K)$