Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 7
Bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt
Sau khi hoàn thành các nội dung về nhiệt lượng, nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt hóa hơi riêng, học sinh sẽ bước vào bài 7 "Bài tập về vật lí nhiệt" để tổng hợp và vận dụng toàn bộ kiến thức đã học. Đây là bài học quan trọng giúp củng cố các công thức, rèn luyện kỹ năng giải bài tập thực tế và nâng cao khả năng tư duy vật lí. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ hướng dẫn giải chi tiết SGK Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 7, đồng thời hệ thống các dạng bài tập vật lí nhiệt thường gặp giúp học sinh ôn tập hiệu quả và chuẩn bị tốt cho các bài kiểm tra cũng như kỳ thi tốt nghiệp THPT.
Giải bài tập Vật Lí lớp 12 bài 7: Bài tập về vật lí nhiệt chi tiết sách Kết nối tri thức giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Vật lí 12.
Khởi động trang 30 Vật lí 12 Kết nối tri thức
Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến những kiến thức và công thức cơ bản nào?
Lời giải:
Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến những kiến thức và công thức cơ bản:
Định luật I của nhiệt động lực học, công thức tính nhiệt lượng: Q = m.c.∆T, nhiệt dung riêng, nhiệt hóa hơi,…
Bài tập 1 trang 32 Vật lí 12 Kết nối tri thức
Quy ước dấu nào sau đây phù hợp với định luật I của nhiệt động lực học?
A. Vật nhận công: A < 0; vật nhận nhiệt lượng: Q < 0.
B. Vật nhận công: A > 0; vật nhận nhiệt lượng: Q > 0.
C. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q > 0.
D. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q < 0.
Lời giải:
Quy ước dấu phù hợp với Định luật I của Nhiệt động lực học là:
C. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q > 0.
Đáp án C
Bài tập 2 trang 32 Vật lí 12 Kết nối tri thức
A. Q1 = Q2 B. Q1 = 1,25 Q2
C. Q1 = 1,68 Q2 D. Q1 = 2.10 Q2
Lời giải:
Đặt Q1 là nhiệt lượng cung cấp cho nước và Q2 là nhiệt lượng cung cấp cho rượu. Ta có:
\({Q_1} = {m_1}{c_1}.\Delta T \Rightarrow \Delta T = \frac{{{Q_1}}}{{{m_1}{c_1}}}\)
\({Q_2} = {m_2}{c_2}.\Delta T \Rightarrow \Delta T = \frac{{{Q_2}}}{{{m_2}{c_2}}}\)
Đề bài cho biết lượng nức và lượng rượu có thể tích bằng nhau nên m1 = m2
\(\Rightarrow \frac{{{Q_1}}}{{{c_1}}} = \frac{{{Q_2}}}{{{c_2}}} \Rightarrow {Q_1} = \frac{{{c_1}}}{{{c_2}}}.{Q_2} = \frac{{4200}}{{2500}}{Q_2} = 1,68{Q_2}\)
Chọn đáp án C.
Bài tập 3 trang 32 Vật lí 12 Kết nối tri thức
Lấy hai túi trà lọc giống nhau. Thả nhẹ nhàng một túi vào cốc thủy tinh đựng nước nguội, một túi vào cốc thủy tinh đựng nước nóng để các túi nằm yên ở đáy cốc. Quan sát và dùng mô hình động học phân tử về cấu tạo chất để giải thích hiện tượng xảy ra trong hai cốc.
Lời giải:
Nước nguội:
- Khi túi trà lọc được thả vào nước nguội, cấu trúc phân tử trong trà và túi trà thường chứa các chất hóa học có thể tan trong nước ở nhiệt độ thấp.
- Tại nhiệt độ thấp, các phân tử trong túi trà không có đủ năng lượng để tạo ra sự tương tác nhanh chóng và mạnh mẽ với nước xung quanh. Do đó, quá trình hòa tan và chiết xuất các chất từ túi trà có thể diễn ra chậm và không đều.
Nước nóng:
- Khi túi trà lọc được thả vào nước nóng, nhiệt độ cao hơn giúp tăng cường động năng của các phân tử trong túi trà và nước.
- Sự gia tăng động năng này tạo điều kiện thuận lợi hơn cho các phân tử trong túi trà tương tác với nước, giúp quá trình hòa tan và chiết xuất các chất từ túi trà diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.
- Các chất hóa học như flavonoid, caffeine, và các hợp chất hương liệu sẽ được giải phóng nhanh chóng vào nước nóng, tạo ra một lớp màu đặc trưng cho trà.
Tóm lại, nước nóng cung cấp năng lượng cần thiết để kích thích sự tương tác giữa các phân tử trong túi trà và nước, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết xuất và làm cho hương vị và màu sắc của trà trở nên nổi bật hơn.
Bài tập 4 trang 32 Vật lí 12 Kết nối tri thức
b) Nếu để nước trong ấm sôi thêm 2 phút thì lượng nước còn lại trong ấm là bao nhiêu? Lấy nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước là c = 4,2.103 J/kg.K và L = 2,26.106 J/kg.
Lời giải:
a) Ta có:
Q = m.c.∆T = 0,3.4,2.103.(100-20) = 100800 J
\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{100800}}{{1000}} = 100,8\left( s \right) = 1,68\) (phút)
Kết quả này chỉ được coi là gần đúng vì không xét đến các mất mát nhiệt lượng do tỏa ra môi trường xung quanh, và áp suất không phải lúc nào cũng đạt đến áp suất tiêu chuẩn.
b) Ta có:
Q = P.t = 1000.120 = 120000J
Q = m.c.∆T <=> 120000 = m.4200.(100-20)
\(\Rightarrow m = \frac{{4200.80}}{{120000}} = 2,8\left( {kg} \right)\)
Bài tập 5 trang 32 Vật lí 12 Kết nối tri thức
Dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 600 g đựng 1,5 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Sau 35 phút đã có 20% lượng nước trong ấm hóa hơi ở nhiệt độ sôi 100 °C. Tính nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây, biết chỉ có 75% nhiệt lượng mà bếp tỏa ra được dùng vào việc đun ấm nước. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi 100 °C là 2,26.106 J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít.
Lời giải:
Nhiệt lượng cần để đun nước từ 20°C đến sôi ở 100°C:
Q1 = m1.c1.∆T = 1,5.4200.(100-20) = 504000 J
Vì 20% lượng nước đã hóa hơi, nên lượng nước đã hóa hơi là 0.2 lít.
Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít, nên khối lượng nước đã hóa hơi là 0.2 kg.
Q2 = m.L = 0,2.2,26.106 = 452000 J
Tổng nhiệt lượng mà bếp điện cung cấp:
Q = Q1 + Q2 = 504000 + 452000 = 956000 J
Vì chỉ có 75% nhiệt lượng được dùng để đun ấm nước, nên cần nhân với 0.75.
Tổng thời gian đun là 35 phút = 2100 s
\(\overline Q = \frac{{0,75.956000}}{{2100}} = 341\left( J \right)\)
>>> Bài tiếp theo: Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 8
------------------------
❓ FAQ
1. Bài 7 Vật lý 12 Kết nối tri thức học những nội dung gì?
Bài học tập trung vào việc giải các bài tập tổng hợp liên quan đến:
- Nhiệt lượng.
- Nhiệt dung riêng.
- Nhiệt nóng chảy riêng.
- Nhiệt hóa hơi riêng.
- Các quá trình trao đổi nhiệt.
2. Công thức nào thường xuất hiện trong bài tập vật lí nhiệt?
Một số công thức quan trọng:
- Q = mcΔt
- Q = λm
- Q = Lm
Đây là các công thức nền tảng cần ghi nhớ để giải các bài toán nhiệt học.
---------------------------------
Bài 7 "Bài tập về vật lí nhiệt" đóng vai trò tổng kết và liên kết các kiến thức quan trọng trong chương Nhiệt học. Thông qua việc luyện tập thường xuyên và nắm vững phương pháp giải từng dạng bài, học sinh sẽ nâng cao kỹ năng tính toán, hiểu sâu bản chất các hiện tượng nhiệt và tự tin hơn khi làm các câu hỏi vận dụng trong đề thi THPT môn Vật lý.