Giải bài tập Vật lý 10 bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng

Giải bài tập Vật lý 10 bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng

Giải bài tập Vật lý 10 bài 32

là tài liệu hữu ích dành cho các bạn học sinh tham khảo để học tốt hơn môn Vật lý, tài liệu kèm theo lời giải chi tiết sẽ giúp các bạn học sinh học tập một cách hiệu quả hơn. 

Bài 1 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Phát biểu định nghĩa nội năng

Lời giải:

Trong nhiệt động lực học, người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật.

Bài 2 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Nội năng của một lượng khí lí tưởng có phụ thuộc vào thể tích khí không? Tại sao?

Lời giải:

Không, vì nội năng của khí lí tưởng không bao gồm thế năng tương tác phân tử, nên không phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử - tức không phụ thuộc vào thể tích khí.

Bài 3 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Nhiệt lượng là gì? Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay đổi. Nêu tên các đơn vị của các đại lượng trong công thức.

Lời giải:

Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng

ΔU = Q với Q = MCΔt

C: nhiệt dung riêng (J/kg.k); Δt là độ tăng hoặc giảm của nhiệt độ ((^o)C hoặc K)

Bài 4 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Nội năng của một vật là?

A. Tổng động năng và thế năng của vật

B. Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật

C. Tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công.

D. Nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt.

Lời giải:

Chọn B.

Bài 5 (trang 173 SGK Vật Lý 10)  Câu nào sau đây nói về nội năng là không đúng?

A. Nội năng là một dạng năng lượng

B. Nội năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác

C. Nội năng là nhiệt lượng

D. Nội năng của một vật có thể tăng lên, giảm đi

Lời giải:

Chọn C. Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng.

Bài 6 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Câu nào sau đây nói về nhiệt lượng là không đúng?

A. Nhiệt lượng là số đo độ tăng nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt

B. Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng

C. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng

D. Nhiệt lượng không phải là nội năng.

Lời giải:

Chọn B.

Bài 7 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 20^o C. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 75^o C. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.

Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 0,92.103J/(kg.K); của nước là 4,18.103J(kg.K); của sắt là 0,46. 103 J(kg.K).

Lời giải:

Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:

Q1= m₁c₁Δt₁

Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:

Q2= m₂c₂Δt₂

Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:

Q₃= m₃c₃Δt₃

Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q₁ + Q₂ = Q₃

(m₁c₁ + m₂c₂)Δt₁ = m₃c₃Δt₃

Thay số ta được:

(0,118.4,18.103 + 0,5.0,92.103)(t - 20) = 0,2.0,46. 103(75 - t)

953,24(t – 20) = 92(75 – t)

1045,24t = 25964,8

=> t = 24,8^oC.

Vậy nhiệt độ cân bằng trong bình là t ≈ 24,8^oC

Bài 8 (trang 173 SGK Vật Lý 10): Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4^o C. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100^oC vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5^o C.

Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.103 J/(kg.K).

Lời giải:

Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:

Q₁= m₁c₁Δt₁

Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:

Q₂= m₂c₂Δt₂

Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:

Q₃= m₃c₃Δt₃

Ta có: Q₁ + Q₂ = Q₃

(m₁c₁ + m₂c₂) (t - 8,4) = m₃c₃ (100 - t)

(0,210.4,18.103 + 0,128.0,128.103)(21,5 - 8,4)= 0,192. c₃ (100 – 21,5)

c₃ = 0,78.103 J/kg.K

Vậy nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại là 0,78.103 J/kg.K