Bài 26. Năng lượng nhiệt và nội năng trang 72, 73, 74

26.1

Tính chất nào sau đây không phải của phân tử?

A. Chuyển dòng không ngừng.

B. Chuyển động càng chậm thì nhiệt độ của vật càng thấp.

C. Giữa các phân tử có lực tương tác.

D. Giữa các phân tử cấu tạo nên vật không có khoảng cách.

Phương pháp giải:

Áp dụng lí thuyết về phân tử

Lời giải chi tiết

Các phân tử có khoảng cách và không nằm liền kề nhau

Đáp án D

26.2

Trong các hiện tượng sau đây, hiện tượng nào không phải do chuyển động hỗn loạn của các phân tử gây ra?

A. Đường tan vào nước.

B. Sự tạo thành giá.

C. Quả bóng bay dù được buộc thật chặt vẫn xẹp dẫn theo thời gian.

D. Sự khuếch tán của dung dịch copper sulfate vào nước.

Phương pháp giải:

Áp dụng lí thuyết về phân tử

Lời giải chi tiết

Sự tạo thành giá không phải do chuyển động hỗn loạn của các phân tử gây ra. Giá thường hình thành do sự tiết lộ và ngưng tụ của hơi nước trong không khí khi nhiệt độ giảm xuống đối mặt với điều kiện lạnh.

Đáp án B

26.3

Câu nào sau đây nói về nhiệt năng của một vật là đúng?

A. Chỉ những vật có nhiệt độ cao mới có nhiệt năng.

B. Chỉ những vật chuyển động mới có nhiệt năng.

C. Chỉ những vật có khối lượng lớn mới có nhiệt năng,

D. Mọi vật đều có nhiệt năng.

Phương pháp giải:

Áp dụng lí thuyết về nhiệt năng

Lời giải chi tiết

Mọi vật đều có nhiệt năng

Đáp án D

26.4

Một viên bi đang lăn trên mặt bàn nằm nghiêng có những dạng năng lượng nào mà em đã học?

A. Chỉ có thể năng.

B. Chỉ có động năng.

C. Chỉ có nội năng.

D. Có cả động năng, thế năng và nội năng.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về động năng, thế năng và nội năng

Lời giải chi tiết

Động năng: Do chuyển động của nó khi lăn trên mặt bàn.

Thế năng: Do vị trí của viên bi trên mặt bàn nghiêng, mà có thể cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc vào vị trí cụ thể của nó trên bàn.

Nội năng: Tính động năng nội bộ của các phân tử và nguyên tử bên trong viên bi, do sự dao động và xoay của chúng.

Đáp án D

26.5

Khi thả một thỏi kim loại đã được nung nóng vào một chậu nước lạnh thì nội năng của thỏi kim loại và của nước thay đổi như thế nào?

A. Nội năng của thỏi kim loại và của nước dầu tăng.

B. Nội nắng của thôi kim loại và của nước đều giảm.

C. Nội năng của thôi kim loại giảm, nội năng của nước tăng.

D. Nội năng của thỏi kim loại tăng, nội năng của nước giảm.

Phương pháp giải:

Áp dụng lí thuyết về nội năng

Lời giải chi tiết

Khi thỏi kim loại nung nóng tiếp xúc với nước lạnh, nhiệt độ của kim loại giảm xuống và nó truyền nhiệt cho nước. Do đó, nội năng của thỏi kim loại giảm. Ngược lại, nước bắt đầu hấp thụ nhiệt từ kim loại, làm tăng nhiệt độ và nội năng của nước.

Đáp án C

26.6

Hãy giải thích sự thay đổi nhiệt năng trong các trường hợp sau:

a) Khi đun nước, nhiệt độ của nước tăng dẫn.

b) Khi nước sôi, mặc dù vẫn tiếp tục đun nhưng nhiệt độ của nước không thay đổi.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về năng lượng nhiệt

Lời giải chi tiết

a) Do nhiệt độ nước tăng dần nên nhiệt năng của nước tăng dần.

b) Khi nước đang sôi, nhiệt độ của nước không thay đổi nền nhiệt năng của nước cũng không thay đổi.

26.7

Biết 1 kg nước nhận thêm nhiệt năng 4200 J thì nóng lên thêm 1 °C. Hỏi nếu truyền 126 000 J cho 1,5 kg nước thì nước sẽ nóng lên thêm bao nhiêu độ?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về năng lượng nhiệt

Lời giải chi tiết

Ta có 1 kg nước nhận thêm nhiệt năng 4 200 J thì nóng lên thêm 1 °C.

- Muốn 1,5 kg nước nóng lên thêm 1 °C thì cần truyền cho nó lượng nhiệt năng là: 1,5 . 4 200 = 6 300J

- Nếu truyền 126 000 J cho 1,5 kg nước thì nhiệt độ của nước sẽ tăng thêm $\frac{126000}{6300}={20}^{\circ }C$

26.8

Người ta đổ 1 kg nước ở nhiệt độ t₁ = 10 °C vào một bình cách nhiệt chứa 1 kg nước nóng ở nhiệt độ t₂

a) Hãy mô tả quá trình trao đổi nhiệt năng xảy ra trong bình cách nhiệt.

b) Khi có cân bằng nhiệt trong bình thì nhiệt độ trong bình là t= 30 °C. Hãy xác định nhiệt độ t. Biết 1 kg nước nhận thêm nhiệt năng (hoặc mất bớt nhiệt năng) 4200 J thì nóng lên thêm 1°C (hoặc giảm đi 1 °C). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt năng giữa nước với bình cách nhiệt và môi trường.

c) Hãy lập hệ thức liên hệ giữa nhiệt đột với các nhiệt độ t₁ và t₂

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về năng lượng nhiệt

Lời giải chi tiết

a) 1 kg nước ở nhiệt độ t₁ = 10 °C sẽ thu thêm nhiệt năng, 1 kg nước nóng ở nhiệt đột sẽ mất bớt nhiệt năng. Nhiệt năng nước nóng mất bớt đúng bằng nhiệt năng nước lạnh thu thêm.

b) Khi có cân bằng nhiệt trong bình, nhiệt độ của 1 kg nước lạnh tăng thêm:

30-10=20°C

Nhiệt năng của 1 kg nước lạnh thu thêm là:

4 200.20 = 84 000 J

Nhiệt độ ban đầu của 1 kg nước nóng là: $t_2=\frac{84000}{4200}+30={50}^{\circ }C$

c) Như vậy: Khi hai vật cùng chất, cùng khối lượng, nhiệt độ ban đầu là t₁ và t₂ trao đổi nhiệt năng với nhau thì khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ của các vật $t=\frac{t_1+t_2}{2}$

26.9

Hãy dựa vào kết quả của Bài 26.8 để giải bài tập sau: Nếu đồ cùng một lúc 10 g nước ở nhiệt độ 40 C, 20 g nước ở nhiệt độ 50 °C và 50 g nước ở nhiệt độ 60 °C vào một bình cách nhiệt thì nhiệt độ của nước trong bình cách nhiệt khi có cân bằng nhiệt là bao nhiêu? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt năng giữa nước với bình cách nhiệt và môi trường.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về năng lượng nhiệt

Lời giải chi tiết

Nếu 10 g nước ở nhiệt độ 40 °C trao đổi nhiệt năng với 10 g nước ở nhiệt độ 60 °C thì nhiệt độ của 20 g nước này khi có cân bằng nhiệt là 50 °C.

Như vậy trong bình có 40 g nước ở 50 °C.

Suy ra, 40 g nước ở 50 °C trao đổi nhiệt năng với 40 g nước ở 60 °C thì nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp nước trong bình là 55 °C.

26.10

Hãy so sánh và giải thích sự so sánh các đại lượng của hai lượng nước ở hai cốc vẽ trong Hình 26.1 bằng cách hoàn thiện Bảng 26.1. Bỏ qua sự thay đổi khoảng cách giữa các phân tử nước theo nhiệt độ.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về năng lượng nhiệt

Lời giải chi tiết