🔹 Bài 7: Bài tập Vật lí nhiệt
I. Mục tiêu bài học
- Áp dụng công thức tính nhiệt lượng, nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy, nhiệt hóa hơi… để giải các bài toán thực tế.
- Củng cố kiến thức lý thuyết thông qua bài tập định lượng và định tính.
II. Tổng hợp công thức sử dụng
- Nhiệt lượng vật thu vào hoặc tỏa ra:
Q = m × c × Δt - Nhiệt lượng làm nóng chảy:
Q = m × λ - Nhiệt lượng làm bay hơi:
Q = m × L - Bảo toàn năng lượng:
Qthu = Qtỏa
III. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1:
Tính nhiệt lượng cần để làm nóng 2kg nước từ 25°C lên 100°C. Biết c = 4200 J/kg.°C.
Q = 2 × 4200 × (100 - 25) = 630000 J
Ví dụ 2:
1,5kg nước ở 0°C, cần bao nhiêu nhiệt để đun sôi và bay hơi hết? Biết c = 4200 J/kg.°C; λ = 3,4×105 J/kg; L = 2,3×106 J/kg.
Q1 = 1,5 × 4200 × 100 = 630000 J Q2 = 1,5 × 2,3×10⁶ = 3,45×10⁶ J Tổng Q = 4,08×10⁶ J
IV. 5 bài luyện tập cơ bản
- 0,8kg đồng từ 20°C đến 100°C, c = 380 J/kg.°C.
- 1kg nước từ 30°C lên 100°C, c = 4200 J/kg.°C.
- 0,5kg nước đá ở 0°C tan hết, λ = 3,4×105 J/kg.
- 1kg cồn từ 25°C đến sôi (78°C) rồi bay hơi hết, c = 2400 J/kg.°C; L = 8,5×105 J/kg.
- 2kg sắt từ 20°C lên 300°C, c = 460 J/kg.°C.
Đáp án chi tiết
- Q = 0,8 × 380 × (100 – 20) = 24320 J.
- Q = 1 × 4200 × (100 – 30) = 294000 J.
- Q = 0,5 × 3,4×105 = 170000 J.
- Q1 = 1×2400×(78 – 25) = 127200 J; Q2 = 8,5×105; Tổng Q = 977200 J.
- Q = 2 × 460 × (300 – 20) = 257600 J.
V. Bài tập nâng cao
- Kết hợp nhiều công đoạn: đun nóng → nóng chảy → bay hơi.
- Chuyển hóa năng lượng: điện thành nhiệt (ấm điện, bếp điện…).
- Trao đổi nhiệt nhiều chất: áp dụng bảo toàn nhiệt lượng.
VI. Trắc nghiệm luyện tập (10 câu)
- 1kg, c=400 J/kg.°C, Δt = 40°C. Q = ?
- A. 12000 J
- B. 16000 J ✅
- C. 24000 J
- D. 40000 J
Q = 1×400×40 = 16000 J
- Q=4,6×106 J, L=2,3×106 J/kg, m=?
- A. 1kg
- B. 2kg ✅
- C. 3kg
- D. 0,5kg
m=Q/L=2kg
- Công thức nhiệt lượng làm nóng vật:
- A. Q = m + c + Δt
- B. Q = m × c ÷ Δt
- C. Q = m × c × Δt ✅
- D. Q = m – c + t
- λ là:
- A. nhiệt dung riêng
- B. nhiệt nóng chảy riêng ✅
- C. nhiệt hóa hơi riêng
- D. khối lượng riêng
- 1kg nước đá 0°C → nước 0°C: Q=?
- A. 3,4×105 J
- B. 340000 J ✅
- C. 420000 J
- D. 100000 J
- L là:
- A. nhiệt dung riêng
- B. nhiệt nóng chảy
- C. nhiệt hóa hơi riêng ✅
- D. nhiệt ẩn
- Q= m×c×Δt dùng khi:
- A. vật thay đổi trạng thái
- B. vật chỉ thay đổi nhiệt độ ✅
- C. vật nóng chảy
- D. vật bay hơi
- m=2kg, c=4200, Δt=50°C, Q=?
- A. 210000 J
- B. 420000 J
- C. 420000 J ✅
- D. 840000 J
- Q= 0,5×4200×(100-20) = ?
- A. 126000 J
- B. 168000 J ✅
- C. 210000 J
- D. 84000 J
- Chuyển 1kg nước sôi thành hơi bão hòa ở 100°C cần:
-
- A. λ
- B. c
- C. L ✅
- D. Δt
-
VII. Kết luận
- Áp dụng đúng công thức và đơn vị sẽ tránh sai sót.
- Hiểu rõ bản chất từng đại lượng để xử lý bài toán hiệu quả.
🔗 Học tiếp: Bài 8 – Mô hình động học phân tử chất khí