VnDoc.com

Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 môn Vật lý phần Nhiệt học

Đề thi HSG lớp 8 môn Lý có đáp án

4 3.774

Thư viện Đề thi - Trắc nghiệm - Tài liệu học tập miễn phí

Trang chủ: https://vndoc.com/ | Email hỗ trợ: [email protected]om | Hotline: 024 2242 6188

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8

PHẦN III: NHIỆT HỌC

Bài 1: Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa nước đá nhiệt độ t

1

= -5

0

C. Người ta đổ vào bình

một lượng nước có khối lượng m = 0.5kg ở nhiệt độ t

2

= 80

0

C. 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: D

n

= 1000kg/m

3

và D

d

= 900kg/m

3

, 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:

 

. 0,7

d n

m V D m kg  

Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá tan hết là:

 

1 1

0

d d d

Q m c t m



  

=

 

1

7350 238000 245350Q J  

Nhiệt lượng do nước toả ra khi hạ nhiệt độ từ 80

0

C đến 0

0

C là:

   

2 2

. 0 168000

n

Q m c t J  

Do: Q

2

< Q

1

nên nước đá không tan hết, đồng thời. Q

2

>

 

1

0

d d

m c t

nên trong bình tồn tại cả

nước và nước đá. Suy ra nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 0

0

C.

Khối lượng nước đá đã tan là:

 

tan

168000 7350

0,4725

340000

d

m kg



 

Sau khi cân bằng nhiệt:

Khối lượng nước trong bình là:

 

0,5 0,4725 0,9725 0,9725

n

m kg V l    

Thể tích nước đá trong bình là:

1,2 0,9725 0,2275

d n

V V V l    

Khối lượng nước đá trong bình là:

 

/

0,20475

d d d

m V D kg 

Vậy khối lượng của chất trong bình là:

 

/

1,17725

n d

m m m kg  

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

0

t

C. Xác định mức chất lỏng mới ở bình bên phải. Biết rằng khi nhiệt độ tăng thêm 1

0

C thì thể

tích chất lỏng tăng thên n lần thể tích ban đầu. Bỏ qua sự nở của bình và ống nối.

Giải:

Gọi D là khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ ban đầu. Khi tăng nhiệt độ thêm

0

c

t

thì khối lượng

riêng của nước là:

1 .

D

t



 

. gọi mực nước dâng lên ở bình bên trái là

1

h

và ở bình bên phải là

2

h

,

do khối lượng nước được bảo toàn nên ta có:

 

   

SSDhhhDS

t

hSShD





2

1

2

1



(1)

Khi nước trong bình ở trạng thái cân bằng thì áp suất tại hai đáy phải bằng nhau, ta có phương trình:

 

2

1

10

1

.10

hhD

t

hhD







(2)

Thư viện Đề thi - Trắc nghiệm - Tài liệu học tập miễn phí

Trang chủ: https://vndoc.com/ | Email hỗ trợ: hotro@vndoc.com | Hotline: 024 2242 6188

Từ (1) và (2) Ta có

 

2

..

12

..

2

th

t

th

h













bỏ qua

t.



ở mẫu vì

t.



<<1

Do đó mực nước ở bình phải là:

















2

.

1

22

t

hhhh



Bài 3: Trong một cục nước đá lớn ở 0

0

C có một cái hốc với thể tích V = 160cm

3

. Người ta rốt vào

hốc đó 60g nước ở nhiệt độ 75

0

C. 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 D

n

= 1g/cm

3

D

d

= 0,9g/cm

3

. Nhiệt nóng chảy

của nước đá là:

 = 3,36.10

5

J/kg.

Giải:

Do khối đá lớn ở 0

0

C nên khi đổ 60g nước vào thì nhiệt độ của nước là 0

0

C. Nhiệt lượng do nước

toả ra để nguội đến 0

0

C là:

JtcmQ 1890075.4200.06,0.. 

Nhiệt lượng này làm tan một lượng nước đá là:

gkg

Q

m 25,5605625,0

10.36,3

18900

5





Thể tích phần đá tan là:

3

1

5,62

9,0

25,56

cm

D

m

V

d



Thể tích của hốc đá bây giờ là:

3

1

'

5,2225,62160 cmVVV 

Trong hốc chứa lượng nước là:

 

25,5660 

lượng nước này có thể tích là

3

25,116 cm

Vậy thể tích

của phần rỗng là:

3

25,10625,1165,222 cm

Bài 4: Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa 200ml nước ở nhiệt độ ban đầu t

0

=10

0

C. Để có

200ml nước ở nhiệt độ cao hơn 40

0

C, người ta dùng một cốc đổ 50ml nước ở nhiệt độ 60

0

C 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

40

0

C ( Một lượt đổ gồm một lần múc nước vào và một lần múc nước ra)

Giải:

Nhiệt độ ban đầu của nước trong bình là 10

0

C. Khối lượng nước ban đầu trong bình là m

0

= 200g.

Khối lượng nước mỗi lần đổ nước vào và múc nước ra là m= 50g nhiệt độ ban đầu của nước đổ

vào là t= 60

0

C .

Giả sử sau lượt thứ ( n – 1) thì nhiệt độ của nước trong bình là: t

n-1

và sau lượt thứ n là t

n

. Phương

trình cân bằng nhiệt :

   

10

.





nnthnt

ttcmQttcmQ

5

4.

1

0

10 









nn

n

tt

mm

tmtm

t

( Với n =

1,2,3....)

Ta có bảng sau:

Sau lượt thứ n

1

2

3

4

5

Nhiệt độ t

n

20

0

C

28

0

C

34,4

0

C

39,52

0

C

43,6

0

C

Vậy sau lượt thứ 5 nhiệt độ của nước sẽ cao hơn 40

0

C

Bài 5: Trong một xi lanh thẳng đứng dưới một pít tông rất nhẹ tiết diện S = 100cm

2

có chứa M =

1kg nước ở 0

0

C. 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

Thư viện Đề thi - Trắc nghiệm - Tài liệu học tập miễn phí

Trang chủ: https://vndoc.com/ | Email hỗ trợ: hotro@vndoc.com | Hotline: 024 2242 6188

nước là 4200J/ kg K,nhiệt hoá hơi của nước là 2,25.10

6

J/kg, khối lượng riêng của hơi nước ở nhiệt

độ 100

0

C và áp suất khí quyển là 0,6kg/m

3

. Bỏ qua sự mất mát nhiệt bởi xi lanh và môi trường.

Giải:

Coi sự nở vì nhiệt và sự hoá hơi không làm thay đổi mức nước. Khi pít tông ở độ cao h thể tích

nước là:

V = S.h = 0,01m

3

Nhiệt lượng cần cung cấp để nước nóng từ 0

0

C lên tới 100

0

C và hoá hơi ở 100

0

C là:

KJKJKJlDVtmcQ 5,4325,13419 

Do bỏ qua sự mất mát nhiệt nên :

 

s

P

Q

tPtQ 865

Thời gian đó gồm 2 giai đoạn thời gian đun sôi t

1

và thời gian hoá hơi t

2

: t = t

1

+ t

2

Do công suất đun không đổi nên:

31

2

1







lDV

tmc

t

Vậy:

 

stt 27

32

1

2



.Vận tốc của pít tông tính từ lúc hoá hơi là

 

scm

t

h

v /7,3

2



Bài 6: Trong một bình thành mỏng thẳng đứng diện tích đáy S = 100cm

3

chứa nước và nước đá ở

nhiệt độ t

1

= 0

0

C, khối lượng nước gấp 10 lần khối lượng nước đá. Một thiết bị bằng thép được đốt

nóng tới

t

2

= 80

0

C 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 = 5

0

C. 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/m

3

.

Giải:

Gọi khối lượng nước đá trong bình lúc đầu là m

0

thì khối lượng nước trong bình là 10m

0

Thể tích của khối thép đúng bằng thể tích nước bị chiếm chỗ:

333

10.3,0300100.3. mcmShV

t





Khối lượng của khối thép:

kgVDm

ttt

31,27700.10.3,0.

3





Phương trình cân bằng nhiệt :

     

2 0 0 0 1 0 0

10 0,154 10. 1,54

t t n

m C t t m m m C t t m kg m m kg



         

Bài 7: Một bình nhiệt lượng ké có diện tích đáy là S = 30cm

2

chứa nước (V= 200cm

3

) ở nhiệt độ

T

1

= 30

0

C. Người ta thả vào bình một cục nước đá có nhiệt độu ban đầu là T

0

= 0

0

C, có khố lượng

m= 10g. Sau khi cvân 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 1

0

C thì thể tích nước tăng = 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,



=330kJ/kg.

Giải:

Sự thay đổi mức nước trong bình là do thể tích nước phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu không có sự nở

vì nhiệt thì không sảy ra sự thay đổi mức nước vì áp suất tác dụng lên đáy khi vừa thả cục nước đá

và khi cục nước đá tan hết là như nhau.

Đề cương ôn thi học sinh giỏi lớp 8 môn Vật lý

Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 môn Vật lý phần Nhiệt học học có đáp án. Đây là đề thi ôn tập củng cố kiến thức môn Vật lí lớp 8. Hy vọng với tài liệu này sẽ giúp ích cho các bạn ôn thi HSG lớp 8 sắp tới. Chúc các bạn ôn thi tốt, mời các bạn cùng tham khảo

Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THCS miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 8. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.

Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 môn Vật lý phần Nhiệt học được VnDoc chia sẻ trên. Hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn học sinh ôn tập củng cố lại phần kiến thức đã học và kỹ năng giải đề thi, biết cách phân bổ thời gian làm bài. Mời các bạn tham khảo tài liệu trên

.......................................................................

Ngoài Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 môn Vật lý phần Nhiệt học. Mời các bạn học sinh còn có thể tham khảo các đề thi học học kì 1 lớp 8, đề thi học học kì 2 lớp 8 các môn Toán, Văn, Anh, Hóa, Lý, Địa, Sinh mà chúng tôi đã sưu tầm và chọn lọc. Với đề thi lớp 8 này giúp các bạn rèn luyện thêm kỹ năng giải đề và làm bài tốt hơn. Chúc các bạn ôn thi tốt