Từ khoá gợi ý
Câu hỏi 1 :
Biểu thức nào sau đây là biểu thức của nguyên lí I của nhiệt động lực học?
\(\Delta U = A - Q\)
\(\Delta U = \dfrac{A}{Q}\)
\(\Delta U = A.Q\)
\(\Delta U = A + Q\)
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Nguyên lí I của nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: \(\Delta U = A + Q\)
Câu hỏi 2 :
Biểu thức xác định hiệu suất của động cơ nhiệt là:
\(H = \frac{{{Q_1}}}{A}\)
\(H = {Q_1}A\)
\(H = \frac{A}{{{Q_1}}}\)
\(H = {A^{{Q_1}}}\)
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Hiệu suất của động cơ nhiệt: \(H = \frac{A}{{{Q_1}}}\)
Câu hỏi 3 :
Chọn phát biểu đúng?
Nguồn nóng để nhận nhiệt lượng
Bộ phận phát động (tác nhân và các thiết bị phát động)
Nguồn lạnh để cung cấp nhiệt lượng do các tác nhân tỏa ra
Các bộ phận cơ bản của động cơ nhiệt gồm: nguồn nóng và nguồn lạnh
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
A - sai vì: Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng
B- đúng
C - sai vì: Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do các tác nhân tỏa ra (ống xả)
D - sai vì: Các bộ phận cơ bản của động cơ nhiệt gồm: nguồn nóng, bộ phận phát động, nguồn lạnh
Câu hỏi 4 :
Nội năng của vật là:
Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật
Động năng của các phần tử cấu tạo nên vật
Thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật
Động năng và thế năng của vật
Đáp án: A
Lời giải chi tiết:
Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
Câu hỏi 5 :
Chọn phát biểu không đúng?
Quá trình không thuận nghịch là quá trình vật không thể tự trở về trạng thái ban đầu
Quá trình truyền nhiệt là một quá trình không thuận nghịch
Dao động điều hòa của con lắc đơn là quá trình thuận nghịch
Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu khi có sự can thiệp của vật khác.
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
A, B, C - đúng
D - sai vì: Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác
Câu hỏi 6 :
Độ biến thiên nội năng trong quá trình đẳng nhiệt có giá trị là:
\(\Delta U = Q\)
\(\Delta U = A\)
\(\Delta U = T\)
\(\Delta U = 0\)
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Ta có, trong quá trình đẳng nhiệt
\(T = 0 \to \Delta U = 0\) nên \(Q = - A\)
Câu hỏi 7 :
Chọn phát biểu đúng.
Hiệu suất của động cơ nhiệt cho biết
độ mạnh yếu của động cơ
việc thực hiện công nhanh hay chậm của động
nhiệt lượng tỏa ra khi 1kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn trong động cơ
có bao nhiêu phần trăm nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra được biến thành công có ích
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Vận dụng biểu thức tính hiệu suất: \(H = \dfrac{A}{Q}\)
Lời giải chi tiết:
Hiệu suất cho biết có bao nhiêu phần trăm nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra được biến thành công có ích
Câu hỏi 8 :
Chọn phương án đúng?
Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà khi có sự can thiệp của vật khác.
Quá trình không thuận nghịch: là quá trình vật có thể tự trở về trạng thái ban đầu.
Cơ năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành nội năng
Nội năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành cơ năng.
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
A – sai vì: Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
B – sai vì: Quá trình không thuận nghịch: là quá trình vật không thể tự trở về trạng thái ban đầu.
C - đúng
D - sai vì: Cơ năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành nội năng, nhưng ngược lại nội năng không thể chuyển hóa hoàn toàn thành cơ năng.
Câu hỏi 9 :
Quá trình thuận nghịch:
là quá trình vật trở về trạng thái ban đầu nhưng cần đến sự can thiệp của vật khác.
là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
là quá trình vật không trở về trạng thái ban đầu khi không có sự can thiệp của vật khác.
là quá trình vật không thể trở về trạng thái ban đầu mà không có sự can thiệp của vật khác.
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
Câu hỏi 10 :
Chọn phát biểu đúng.
Nhiệt lượng là phần nội năng tăng trong quá trình truyền nhiệt
\(\Delta U = Q\)
Nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của chất rắn và chất lỏng: \(Q = \dfrac{{mc}}{{\Delta t}}\)
Đơn vị của nhiệt lượng là Niuton (N)
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
A – sai vì: Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt (có thể là phần nội năng tăng hoặc giảm trong quá trình truyền nhiệt)
B - đúng
C - sai vì: Đối với chất rắn và chất lỏng, nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào được xác định bởi biểu thứcL \(Q = mc\Delta t\)
D – sai vì: Đơn vị của nhiệt lượng là Jun (J)
Câu hỏi 11 :
Phát biểu nguyên lí II của Clau-di-út:
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật nóng sang vật lạnh hơn.
Nhiệt tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
Nhiệt có thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Cách phát biểu của Clau-di-út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
Câu hỏi 12 :
Để xác định nhiệt độ của một cái lò, người ta đưa vào lò một miếng sắt khối lượng 22,3g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào một nhiệt lượng kế có khối lượng 200g chứa 450g nước ở nhiệt độ 150C. Nhiệt độ sau khi cân bằng nhiệt là \(22,{5^0}C\). Xác định nhiệt độ của lò. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/(kg.K), của nước là 4 180 J/(kg.K), của chất làm nhiệt lượng kế là 418 J/(kg.K).
Đáp án: B
Phương pháp giải:
+ Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mc.∆t
Trong đó: m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K); ∆t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc 0K)
+ Phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu
Lời giải chi tiết:
Nhiệt độ khi xảy ra cân bằng nhiệt : \(t = 22,{5^0}C\)
Gọi t1 là nhiệt độ của lò. Nhiệt lượng do sắt toả ra:
\({Q_{toa}} = {m_1}.{c_1}.\Delta {t_1} = 0,0223.478.\left( {{t_1} - 22,5} \right) = 10,6594.\left( {{t_1} - 22,5} \right)\,\left( J \right)\)
Nhiệt lượng thu vào của nước và nhiệt lượng kế:
\(\begin{array}{l}{Q_{thu}} = {m_2}.{c_2}.\Delta {t_2} + {m_3}.{c_3}.\Delta {t_3}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = 0,45.4180.\left( {22,5 - 15} \right) + 0,2.418.\left( {22,5 - 15} \right) = 14734,5J\end{array}\)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
\({Q_{toa}} = {Q_{thu}} \Leftrightarrow 10,6594.\left( {{t_1} - 22,5} \right) = \,14744,5 \Rightarrow {t_1} = {1405^0}C\)
Câu hỏi 13 :
Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 125g chứa 250g nước ở nhiệt độ 100C. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 195g đã nung nóng tới 1000C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại biết rằng nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 250C.
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.103 J(kg.K).
Đáp án: C
Phương pháp giải:
+ Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mc.∆t
Trong đó: m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K); ∆t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc 0K)
+ Phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu
Lời giải chi tiết:
+ Nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế; nhiệt độ ban đầu của miếng kim loại; nhiệt độ khi cân bằng nhiệt lần lượt là: \(\left\{ \begin{array}{l}{t_1} = {10^0}C\\{t_2} = {100^0}C\\t = {25^0}C\end{array} \right.\)
+ Nhiệt lượng toả ra của miếng kim loại:
\({Q_{toa}} = {m_{KL}}{c_{KL}}.\left( {{t_2} - t} \right) = 0,195.{c_{KL}}.\left( {100 - 25} \right) = 14,625.{c_{KL}}\,\,\left( J \right)\)
+ Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào:
\(\begin{array}{l}{Q_{thu}} = {m_{NLK}}{c_{NLK}}.\left( {t - {t_1}} \right) + {m_n}{c_n}.\left( {t - {t_1}} \right)\\\,\,\,\,\,\,\,\,\, = 0,125.0,{128.10^3}.\left( {25 - 10} \right) + 0,25.4,{18.10^3}.\left( {25 - 10} \right) = 15915\,\left( J \right)\end{array}\)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
\({Q_{toa}} = {Q_{thu}} \Leftrightarrow 14,625.{c_{KL}} = 15915 \Rightarrow {c_{KL}} = 1088,2J/kg.K\)
Câu hỏi 14 :
Để xác định nhiệt độ của 1 cái lò, người ta đưa vào một miếng sắt \(m = 16g\). Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào nhiệt lượng kế chứa \(600g\) nước ở \({10^0}C\), nhiệt độ của nước tăng lên tới \({20^0}C\). Xác định nhiệt độ của lò. Biết nhiệt dung riêng của sắt là \(478{\rm{ }}J/\left( {kg.K} \right)\), của nước là \(4180{\rm{ }}J/\left( {kg.K} \right)\).
\(1340,{9^0}C\)
\(1234,{9^0}C\)
\(156,{3^0}C\)
\(3299,{3^0}C\)
Đáp án: D
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)
+ Áp dụng phương trình cân bằng: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\)
Lời giải chi tiết:
+ Nhiệt lượng tỏa ra:
\(\begin{array}{l}{Q_{Fe}} = {m_{Fe}}.{C_{Fe}}\left( {{t_2}-t} \right) = \dfrac{{16}}{{1000}}.478.\left( {{t_2} - 20} \right)\\ = 7,648{t_2}-152,96\end{array}\)
+ Nhiệt lượng thu vào:
\(\begin{array}{l}{Q_{{H_2}O}} = {m_{{H_2}O}}.{C_{{H_2}O}}\left( {t-{t_1}} \right) = \dfrac{{600}}{{1000}}.4180\left( {20 - 10} \right)\\ = 25080J\end{array}\)
+ Áp dụng phương trình cân bằng ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}}{{Q_{toa}}{\rm{ }} = {Q_{thu}}}\\{\; \leftrightarrow 7,648{t_2}-152,96 = 25080}\\{\; \to {t_{2{\rm{ }}}} = 3299,{3^0}C}\end{array}\)
Câu hỏi 15 :
Để xác định nhiệt dung riêng của 1 kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa \(500g\) nước ở nhiệt độ \({15^0}C\) một miếng kim loại có \(m = 400g\) được đun nóng tới \({100^0}C\). Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là \({20^0}C\). Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy \({C_{{H_2}O}} = {\rm{ }}4190{\rm{ }}J/kg.K\).
327.34 J/kg.K
327.3 J/kg.K
327 J/kg.K
327,37 J/kg.K
Đáp án: A
Phương pháp giải:
+ Vận dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)
+ Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\)
Lời giải chi tiết:
Nhiệt lượng tỏa ra: \({Q_{Kl}} = {m_{Kl}}.{C_{Kl}}\left( {{t_2}-t} \right) = 0,4.{C_{Kl}}.\left( {100-20} \right) = 32.{C_{Kl}}\)
Nhiệt lượng thu vào: \({Q_{thu}} = {Q_{{H_2}O}} = {m_{{H_2}O}}.{C_{{H_2}O}}\left( {t-{t_1}} \right) = 10475{\rm{ }}J\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\ \Leftrightarrow 32{C_{Kl}} = 10475\\ \Rightarrow {C_{Kl}} = 327,34J/Kg.K\end{array}\)
Câu hỏi 16 :
Một lượng khí lí tưởng thực hiện quá trình đẳng áp 1 – 2 rồi đẳng nhiệt 2 – 3. Trong mỗi đoạn, khí nhận công hay sinh công?
1 – 2 nhận công; 2 – 3 sinh công.
1 – 2 nhận công; 2 – 3 nhận công.
1 – 2 sinh công; 2 – 3 sinh công.
1 – 2 sinh công; 2 – 3 nhận công.
Đáp án: A
Phương pháp giải:
+ Sử dụng đồ thị => các đẳng quá trình
+ Sử dụng các biểu thức xác định các đại lượng trong các đẳng quá trình
Lời giải chi tiết:
Từ đồ thị, ta có:
+ Quá trình \(1 \to 2\): Quá trình đẳng áp, trong quá trình này:
- Áp suất không đổi
- Thể tích giảm \({V_2} < {V_1}\)
- Lại có \(\dfrac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{{{T_1}}}{{{T_2}}} > 1 \Rightarrow {T_1} > {T_2}\)
=> Nhiệt độ giảm
=> Vật nhận công
+ Quá trình \(2 \to 3\): Quá trình đẳng nhiệt, trong quá trình này:
- Nhiệt độ không đổi
- Thể tích khí tăng nên vật thực hiện công
Câu hỏi 17 :
Một viên đạn bằng chì khối lượng m, bay với vận tốc \(v = 195{\rm{ }}m/s\), va chạm mềm vào một quả cầu bằng chì cùng khối lượng m đang đứng yên. Nhiệt dung riêng của chì là \(c = 130{\rm{ }}J/kg.K\). Nhiệt độ ban đầu của viên đạn và quả cầu bằng nhau. Coi nhiệt lượng truyền ra môi trường là không đáng kể. Độ tăng nhiệt độ của viên đạn và quả cầu là:
\({146^0}C\)
\({73^0}C\) .
\({37^0}C\).
\({14,6^0}C\) .
Đáp án: B
Phương pháp giải:
+ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: \(P = P'\)
+ Tính độ giảm động năng
Lời giải chi tiết:
Theo định luật bảo toàn động lượng: mv = (m + m)v’ ⇒ v’ = v/2
Độ hao hụt cơ năng:
Câu hỏi 18 :
Nhiệt độ của nguồn nóng một động cơ nhiệt là 5500C, của nguồn lạnh là 250C. Hỏi công mà động cơ thực hiện được khi nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 5.106 J (coi động cơ là lí tưởng).
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Hiệu suất của động cơ nhiệt lí tưởng: \(H = \dfrac{{\left| A \right|}}{{{Q_1}}}.100\% = \dfrac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}}.100\% \)
Lời giải chi tiết:
Nhiệt độ của nguồn nóng: \({T_1} = 550 + 273 = 823K\)
Nhiệt độ của nguồn lạnh: \({T_2} = 20 + 273 = 298K\)
Hiệu suất của động cơ: \(H = \dfrac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{823 - 298}}{{823}} = 0,64 = 64\% \)
Mặt khác: \(H = \dfrac{{\left| A \right|}}{{{Q_n}}}\)
→ Công động cơ thực hiện:
\(\left| A \right| = H.{Q_n} = 0,{64.5.10^6} = 3,{2.10^6}J\)
Câu hỏi 19 :
Động cơ nhiệt lí tưởng mỗi chu trình truyền \(85\% \) nhiệt lượng nhận được cho nguồn lạnh. Biết nhiệt độ của nguồn lạnh là \({29^0}C\). Nhiệt độ của nguồn nóng là:
256,7K
307,11K
355,29K
242,4K
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Vận dụng biểu thức tính hiệu suất: \(H = \dfrac{A}{{{Q_1}}} = \dfrac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}} = \dfrac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}}\)
Lời giải chi tiết:
Theo đề bài ta có: \({Q_2} = 0,85{Q_1}\)
Mặt khác:
\(\begin{array}{l}H = \dfrac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}} = \dfrac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}}\\ \to \dfrac{{{Q_2}}}{{{Q_1}}} = \dfrac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = 0,85\\ \to {T_1} = \dfrac{{{T_2}}}{{0,85}} = \dfrac{{\left( {29 + 273} \right)}}{{0,85}} = 355,29K\end{array}\)
Câu hỏi 20 :
Máy hơi nước công suất \(10kW\) tiêu thụ \(10kg\) than đá trong \(1\) giờ. Biết hơi nước vào và ra xilanh có nhiệt độ \({227^0}C\) và \({100^0}C\). Năng suất tỏa nhiệt của than đá là \({3,6.10^7}J/kg\). Hiệu suất thực của máy và của một động cơ nhiệt lí tưởng làm việc giữa hai nhiệt độ nói trên là:
10% và 15%
15% và 80%
10% và 25,4%
15% và 75,5%
Đáp án: C
Phương pháp giải:
+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: \(Q = Lm\)
+ Sử dụng biểu thức tính công: \(A = Pt\)
+ Sử dụng biểu thức tính hiệu suất: \(H = \frac{A}{{{Q_1}}}\)
+ Hiệu suất lí tưởng: \(H = \frac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}}\)
Lời giải chi tiết:
+ Nhiệt lượng \({Q_1} = Lm = {3,6.10^7}.10 = {3,6.10^8}J\)
+ Công: \(A = Pt = {10.10^3}.\left( {60.60} \right) = {0,36.10^8}J\)
+ Hiệu suất thực của máy: \(H = \frac{A}{{{Q_1}}} = \frac{{{{0,36.10}^8}}}{{{{3,6.10}^8}}} = 0,1 = 10\% \)
+ Hiệu suất của động cơ nhiệt lí tưởng:
\(H = \frac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{\left( {227 + 273} \right) - \left( {100 + 273} \right)}}{{227 + 273}} = 0,254 = 25,4\% \)
Câu hỏi 21 :
Xác định hiệu suất của 1 động cơ nhiệt biết rằng khi nó thực hiện được công 40 kJ thì nó nhả cho nguồn lạnh nhiệt lượng 160 kJ.
Đáp án: B
Phương pháp giải:
Hiệu suất của động cơ nhiệt: \(H = \dfrac{{\left| A \right|}}{{{Q_1}}} = \dfrac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}}\)
Trong đó:
+ Q1 (J): Nhiệt lượng lấy từ nguồn nóng.
+ Q2 (J): Nhiệt lượng nhường cho nguồn lạnh.
+ A = Q1 – Q2 (J): Công có ích của động cơ.
Lời giải chi tiết:
Nhiệt lượng nguồn nóng cung cấp:
\({Q_1} = \left| A \right| + {Q_2} = 40 + 160 = 200kJ\)
Hiệu suất của động cơ nhiệt này là:
\(H = \dfrac{{\left| A \right|}}{{{Q_1}}} = \dfrac{{40}}{{200}} = 0,2 = 20\% \)
Câu hỏi 22 :
Truyền nhiệt lượng \({6.10^6}J\) cho khí trong một xilanh hình trụ, khí nở ra đẩy pittông chuyển động làm thể tích của khí tăng thêm \(0,5{m^3}\). Biết áp suất của khí là \({8.10^6}N/{m^2}\) và coi áp suất này không đổi trong quá trình khí thực hiện công. Độ biến thiên nội năng của khí là:
\(1.{\rm{ }}{10^6}J\)
\(2.{\rm{ }}{10^6}J\)
\({3.10^6}J\)
\({4.10^6}J\)
Đáp án: B
Phương pháp giải:
- Sử dụng công thức tính công: A = F.S với S là quãng đường
- Sử dụng công thức tính áp suất: \(p = \dfrac{F}{S}\)với S là diện tích
- Sử dụng công thức tính độ biến thiên nội năng : \(\Delta U = A + {\rm{Q }}\)
Lời giải chi tiết:
- Gọi tiết diện của xilanh là S (\({m^2}\)) ; quãng đường pittong dịch chuyển là h (m) \( \to \Delta V = S.h\)
- Ta có, công khí thực hiện đẩy pittong là : \(A = F.h\) (1)
- Mặt khác ta lại có áp suất : \(p = \dfrac{F}{S} \to F = p.S\)(2)
- Thay (2) vào (1) ta có : \(A = p.S.h = p.V = {8.10^6}.0,5 = {4.10^6}(J)\)
- Độ biến thiên nội năng của khối khí khi nhận nhiệt lượng \({6.10^6}J\) và thực hiện công \({4.10^6}(J)\)là:
\(\Delta U = A + {\rm{Q = - }}{4.10^6}(J) + {6.10^6}J = {2.10^6}J\)
Câu hỏi 23 :
Biết nhiệt dung của nước xấp xỉ là \({4,18.10^3}J/\left( {kg.K} \right)\). Nhiệt lượng cần cung cấp cho \(1kg\) nước ở \({20^0}C\) sôi là :
\({8.10^4}J\)
\(10.{\rm{ }}{10^4}J\)
\(33,44.{\rm{ }}{10^4}J\)
\({32.10^3}J\)
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng \({\rm{Q}} = {\rm{mc}}\Delta {\rm{t}}\)
Lời giải chi tiết:
Nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg nước ở \({20^0}C\) sôi là: \({\rm{Q}} = {1.4,18.10^3}.(100 - 20) = 334400(J)\)
Câu hỏi 24 :
Nhiệt lượng cần cung cấp cho \(0,5kg\) nước ở \({0^0}C\) đến khi nó sôi là bao nhiêu? Nếu biết nhiệt dung của nước là xấp xỉ \({4,18.10^3}J/\left( {kg.K} \right)\)
\({2,09.10^5}J\)
\({3.10^5}J\)
\({4,18.10^5}J\)
\({5.10^5}J\)
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng \({\rm{Q}} = {\rm{mc}}\Delta {\rm{t}}\)
Lời giải chi tiết:
Nhiệt lượng cần cung cấp cho 0,5 kg nước ở \({0^0}C\) sôi là: \({\rm{Q}} = {0,5.4,18.10^3}.(100 - 0) = 209000(J)\)
Câu hỏi 25 :
Chu trình hoạt động của một động cơ nhiệt như hình vẽ:
20%
16%
17,8%
26%
Đáp án: D
Phương pháp giải:
+ Xác định các quá trình từ đó áp dụng các biểu thức của các đẳng quá trình
+ Sử dụng phương trình Cla-pe-rôn - Men-đê-lê-ép: \(pV = n{\rm{R}}T\)
+ Áp dụng biểu thức tính hiệu suất: \(H = \frac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Quá trình \(1 \to 2\) : đẳng tích:
Theo định luật Sáclơ, ta có: \(\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} \to {T_2} = \frac{{{p_1}}}{{{p_2}}}{T_1} = 4{T_1}\)
\({A_{12}} = 0 \to {Q_{12}} = \Delta {U_{12}} = 1,5\frac{m}{M}R\left( {{T_2} - {T_1}} \right) = 4,5.\frac{m}{M}R{T_1}\)
Nhận thấy: \({Q_{12}} > 0 \to \) khí nhận nhiệt bằng \({Q_{12}}\)
+ Quá trình \(2 \to 3\) : đẳng áp
Ta có: \(\frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{V_3}}}{{{T_3}}} \to {T_3} = \frac{{{V_3}}}{{{V_2}}}{T_2} = 4{T_2} = 16{T_1}\)
\({A_{23}} = {p_2}\left( {{V_3} - {V_2}} \right) = 4{p_0}\left( {4{V_0} - {V_0}} \right) = 12{p_0}{V_0} = 12\frac{m}{M}R{T_1}\)
Nhiệt lượng mà khí nhận được: \({Q_{23}} = \Delta {U_{23}} + {A_{23}} = 30\frac{m}{M}R{T_1}\)
+ Quá trình \(3 \to 4\): đẳng tích:
Ta có: \(\frac{{{p_3}}}{{{T_3}}} = \frac{{{p_4}}}{{{T_4}}} \to {T_4} = \frac{{{p_4}}}{{{p_3}}}{T_3} = \frac{{{T_3}}}{4} = 4{T_1}\)
\({A_{34}} = 0 \to {Q_{34}} = 1,5\frac{m}{M}R\left( {{T_4} - {T_3}} \right) = - 18\frac{m}{M}R{T_1}\)
\({Q_{34}} < 0 \to \) khí tỏa nhiệt bằng \(\left| {{Q_{34}}} \right|\)
+ Quá trình \(4 \to 1\): đẳng áp:
\({A_{41}} = {p_1}\left( {{V_1} - {V_4}} \right) = {p_0}\left( {{V_0} - 4{V_0}} \right) = - 3{p_0}{V_0} = - 3\frac{m}{M}R{T_1}\)
\(\Delta {U_{41}} = 1,5\frac{m}{M}R\left( {{T_1} - {T_4}} \right) = - 4,5\frac{m}{M}R{T_1}\)
\({Q_{41}} = {A_{41}} + {Q_{41}} = - 7,5\frac{m}{M}R{T_1}\)
\({Q_{41}} < 0 \to \) khí tỏa nhiệt bằng \(\left| {{Q_{41}}} \right|\)
- Tổng nhiệt lượng khí nhận trong một chu trình: \({Q_1} = {Q_{12}} + {Q_{23}} = 34,5\frac{m}{M}R{T_1}\)
- Tổng nhiệt lượng khí tỏa ra trong một chu trình: \({Q_2} = \left| {{Q_{34}}} \right| + \left| {{Q_{41}}} \right| = 25,5\frac{m}{M}R{T_1}\)
+ Hiệu suất của động cơ:
\(H = \frac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}} = \frac{{34,5 - 25,5}}{{34,5}} \approx 0,26 = 26\% \)