Giải bài tập SGK Vật lý 8 Bài 24: Công thức tính nhiệt lượng

Thí nghiệm về mối quan hệ giữa nhiệt lượng thu vào để vật cần nóng lên với khối lượng của vật như sau:

Trong thí nghiệm trên, yếu tố nào ở hai cốc được giữ giống nhau, yếu tố nào được thay đồi? Tại sao phải làm như thế ? Hãy tìm số thích hợp cho các ô trống ở hai cột cuối bảng 24.1. Biết nhiệt lượng ngọn lửa đèn cồn truyền cho nước tỉ lệ với thời gian đun.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc 3 yếu tố:

• Khối lượng của vật.
• Độ tăng nhiệt của vật.
• Chất cấu tạo nên vật.

Hướng dẫn giải

• Yếu tố nào ở hai cốc được giữ giống nhau: Độ tăng nhiệt độ và chất làm vật được giữ giống nhau.

• Yếu tố nào được thay đồi: Khối lượng thay đổi.

• Tại sao phải làm như thế: Để tìm hiểu mỗi quan hệ giữa nhiệt lượng và khối lượng.

Ta điền vào bảng 24.1 như sau: \({m_1} = \frac{1}{2}{m_2};\:\:{Q_1} = \frac{1}{2}{Q_2}\)

Từ thí nghiệm trên có thể kết luận gì về mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên và khối lượng của vật?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Nhiệt lượng thu vào để làm nóng vật lên phụ thuộc vào khối lượng. Khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng thu vào của vật càng lớn.

Hướng dẫn giải

Khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng cần cung cấp càng lớn.

 Trong thí nghiệm này phải giữ không đổi những yếu tố nào? Muốn vậy phải làm thế nào?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc 3 yếu tố:

• Khối lượng của vật.
• Độ tăng nhiệt của vật.
• Chất cấu tạo nên vật.

Hướng dẫn giải

Phải giữ khối lượng và chất làm vật giống nhau. Muốn vậy hai cốc phải đựng cùng một lượng nước.

Trong thí nghiệm này phải thay đổi yếu tố nào? Muốn vậy phải làm thế nào?

Sau đây là bảng kết quả thí nghiệm làm với hai cốc, mỗi cốc đựng 50 g nước, được lần lượt đun nóng bằng đền cồn trong 5 phút, 10 phút (H.24.2). Hãy tìm số thích hợp cho các ô trống ở hai cột cuối bảng 24.2.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc 3 yếu tố:

• Khối lượng của vật.
• Độ tăng nhiệt của vật.
• Chất cấu tạo nên vật.

Hướng dẫn giải

• Phải cho độ tăng nhiệt độ khác nhau. Muốn vậy phải để cho nhiệt độ cuối của 2 cốc khác nhau bằng cách cho thời gian đun khác nhau.

• Hoàn thành bảng 24.2

Từ thí nghiệm trên có thể rút ra kết luận gì về mỗi quan hệ giữa nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên và độ tăng nhiệt độ?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Quan hệ giữa nhiệt lượng thu vào để làm nóng vật lên với độ tăng nhiệt độ.

Hướng dẫn giải

Độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng vật thu vào càng lớn.

Để kiểm tra sự phụ thuộc của nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với chất làm vật người ta làm thí nghiệm sau đây: Dùng đèn cồn nung nóng 50 gam bột băng phiến và 50 gam nước cùng nóng lên thêm 20oC (H.24.3). Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng 24.3.

Điền dấu thích hợp ("=", ">", "<", "/") vào ô trống của cột cuối bảng:

Trong thí nghiệm này những yếu tố nào thay đổi, không thay đổi?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên.

Hướng dẫn giải

- Trong thí nghiệm này:

• Khối lượng không đổi.
• Độ tăng nhiệt độ không đổi.
• Chất làm vật thay đổi.

Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên có phụ thuộc chất làm vật không?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc 3 yếu tố:

• Khối lượng của vật.
• Độ tăng nhiệt của vật.
• Chất cấu tạo nên vật.

Hướng dẫn giải

Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào chất làm vật.

 Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cần tra bảng để biết độ lớn của đại lượng nào và đo độ lớn của những đại lượng nào, bằng những dụng cụ nào?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: 

- Nhiệt lượng vật thu vào: Q = m.c.∆t, 

• trong đó: Q là nhiệt lượng (J), m là khối lượng của vật (kg), ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (⁰C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

Hướng dẫn giải

Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cần tra bảng để biết độ lớn của nhiệt dung riêng của chất làm vật và đo độ lớn của khối lượng bằng cân, độ tăng nhiệt độ bằng nhiệt kế.

Tính nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20⁰C lên 50⁰C.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: 

- Nhiệt lượng vật thu vào: Q = m.c.∆t, 

• trong đó: Q là nhiệt lượng (J), m là khối lượng của vật (kg), ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (⁰C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

Hướng dẫn giải

Nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20⁰C lên 50⁰C là:

Q = m.c(t₂ – t₁) = 5. 380.(50 - 20) = 57000J = 57 kJ

 Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở 25⁰C. Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: 

- Nhiệt lượng vật thu vào: Q = m.c.∆t, 

• trong đó: Q là nhiệt lượng (J), m là khối lượng của vật (kg), ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (⁰C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

Hướng dẫn giải

2 lít nước có khối lượng m₁ = 2 kg.

Khi nước sôi thì nhiệt độ của ấm và của nước đều bằng 100⁰C.

Nhiệt lượng nước cần thu vào để nước nóng lên 100⁰C là:

Q₁ = m₁.c₁.Δt = 2.4200.(100 - 25) = 630000 J

Nhiệt lượng ấm cần thu vào để ấm nóng lên 100⁰C là:

Q₂ = m₂.c₂.Δt = 0,5.880.(100 - 25) = 33000 J

Nhiệt lượng tổng cộng cần cung cấp là:

Q = Q₁ + Q₂ = 630000 + 33000 = 663000J = 663 kJ.

Vậy, muốn đun sôi ấm, ta cần cung cấp một nhiệt lượng là 663 kJ.