Câu hỏi trắc nghiệm Vật lý 8 Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật như nhau thì dừng lại

⇒ Đáp án A

Phương trình cân bằng nhiệt: Q_tỏa = Q_thu

⇒ Đáp án B

m1 = 5 lít nước = 5 kg, m2 = 3 lít nước = 3 kg, t1 = 20°C, t2 = 45°C

- Gọi nhiệt độ khi cân bằng là t

- Nhiệt lượng thu vào của 5 lít nước là: Q1 = m1c.(t – t1)

- Nhiệt lượng thu vào của 3 lít nước là: Q2 = m2c.(t2 – t)

- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:

Q1 = Q2 ⇔ m1c.(t – t1) = m2c.(t2 – t)

⇔ m1.(t – t1) = m2.(t2 – t)

⇔ 5.(t – 20) = 3.(45 – t)

⇔ t = 29,375 ≈ 29,4°C

⇒ Đáp án D

Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

⇒ Đáp án B

3 lít nước = 3 kg

Gọi nhiệt độ ban đầu của nước là t0

- Nhiệt lượng của miếng thép tỏa ra là:

Q1 = m1c1Δt1 = 2.460.(345 – 30) = 289800 J

- Nhiệt lượng mà nước thu vào là:

Q2 = m2c2Δt2 = 3.4200.(30 – t0)

- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ⇔ 289900 = 3.4200.(30 – t0)

⇒ t0 = 7°C

⇒ Đáp án A

Nhôm: 

Nước: 

Nhiệt độ cân bằng t = 25°C

Nhiệt lượng mà quả cầu nhôm tỏa ra là: Q1 = m1c1(t1 – t)

Nhiệt lượng mà nước nhận được là: Q2 = m2c2(t – t2)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ⇔ m1c1(t1 – t) = m2c2(t – t2)

⇔ 0,15.880.(100 – 25) = m2.4200.(25 – 20)

⇔ m2 = 0,471 kg

⇒ Đáp án B

15 lít nước = 15 kg

Nhiệt độ cân bằng của nước pha là t = 38°C

Nhiệt lượng mà nước sôi tỏa ra là: Q1 = m1c(t1 – t)

Nhiệt lượng mà 15 lít nước lạnh nhận được là: Q2 = m2c(t – t2)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ⇔ m1c(t1 – t) = m2c(t – t2)

⇔ m1(t1 – t) = m2(t – t2)

⇔ m1.(100 – 38) = 15.(38 – 24)

⇔ m1 = 3,38 kg

⇒ Đáp án B

Nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa ra là:

Q1 = mcuccu(80 – 20) = 0,5.380.(80 – 20) = 11400 J

Nhiệt lượng mà nước nhận được là:

Q2 = mnướccnướcΔt

Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 = 11400 J

Vậy nước nóng thêm được 5,43°C

- Giả sử rằng, lúc đầu ta trộn hai chất có nhiệt độ thấp hơn với nhau, ta thu được một hỗn hợp có nhiệt độ cân bằng là t’ < t3.

- Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q1 = Q2 ⇔ m1c1(t’ – t1) = m2c2(t2 – t’)     (1)

- Sau đó ta đem hỗn hợp trộn với chất thứ 3 ta thu được hỗn hợp 3 chất có nhiệt độ cân bằng tcb (t’ < tcb < t3). Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

(m1c1 + m2c2).(tcb – t’) = m3c3.(t3 – tcb)     (2)

- Thế (2) vào (1) ta suy ra:

Vậy nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng là tcb = 74,6°C

Gọi m1 và m2 lần lượt là khối lượng của rượu và nước

- Nhiệt lượng rượu thu vào: Q1 = m1c1(t– t1)

- Nhiệt lượng nước tỏa ra: Q2 = m2c2(t2 – t)

- Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q1 = Q2 ⇔ m1c1(t – t1) = m2c2(t2 – t)

Mặt khác m1 + m2 = 120,8 g

⇒ 5,04m2 + m2 = 6,04 m2 = 120,8 ⇒ m2 = 20 g ⇒ m1 = 5,04.20 = 100,8 g

Bài 11: Nếu hai vật có nhiệt độ khác nhau đặt tiếp xúc nhau, quá trình truyền nhiệt dừng lại khi:

A. một vật đạt nhiệt độ 00C

B. nhiệt độ hai vật bằng nhau.

C. nhiệt năng hai vật bằng nhau.

D. nhiệt dung riêng hai vật bằng nhau.

Lời giải:

Ta có: Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của 2 vật cân bằng nhau thì ngừng lại.  

⇒ Đáp án B

Bài 12: Đổ 5 lít nước ở 200C vào 3 lít nước ở 450C. Nhiệt độ khi cân bằng là:

A. 2,940C 

B. 293,750C 

C. 29,360C 

D. 29,40C

Lời giải:

+ Đổi đơn vị:

5l nước = 5kg

3l nước = 3kg

+ Gọi nhiệt độ khi cân bằng là t

Ta có:

- Nhiệt lượng thu vào của 5l nước là: Q1 = m1c(t−t1)

- Nhiệt lượng tỏa ra của 3l3l nước là: Q2 = m2c(t2−t) 

Ta có:  

+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2  ↔ m1c(t−t1) = m2c(t2−t) 

↔ m1(t−t1) = m2(t2−t) 

↔ 5(t−20) = 3(45−t) 

→ t = 29,375 ≈ 29,4 

Vậy nhiệt độ khi cân bằng là 29,40C 

⇒ Đáp án D

Bài 13: Một học sinh thả 300g chì ở 1000C vào 250g nước ở 600C. Biết nhiệt dung riêng của chì là 130J/kg.K, của nước là 4200J/kg.K. Nhiệt độ khi cân bằng là:

A. 610C 

B. 680C 

C. 750C 

D. 820C

Lời giải:

+ Gọi nhiệt độ khi cân bằng là t

Ta có:

- Nhiệt lượng thu vào của chì là: Q1 = m1c1(t−t1) 

- Nhiệt lượng tỏa ra của nước là: Q2 = m2c2(t2−t) 

Ta có:  

+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ↔ m1c1(t−t1) = m2c2(t2−t) 

↔ 0.3.130(100 − t) = 0,25.4200(t − 60) 

→ t ≈ 610C 

Vậy nhiệt độ khi cân bằng là 610C

⇒ Đáp án A

Bài 14: Thả một miếng thép 2kg đang ở nhiệt độ 3450C vào một bình đựng 3 lít nước. Sau khi cân bằng nhiệt độ cuối cùng là 300C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường. Biết nhiệt dung riêng của thép, nước lần lượt là 460J/kg.K, 4200J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu của nước là:

A. 70C 

B. 170C 

C. 270C 

D. 370C

Lời giải:

Đổi đơn vị: Khối lượng của 3l nước = 3kg 

+ Gọi nhiệt độ ban đầu của nước là t0

- Nhiệt lượng của miếng thép tỏa ra là: 

Q1 = m1c1Δt1 = 2.460(345 − 30) = 289800J 

- Nhiệt lượng mà nước thu vào: Q2 = m2c2Δt2 = 3.4200(30 − t0) 

+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ↔ 289800 = 3.4200(30−t) 

→t = 7 

Vậy nhiệt độ ban đầu của nước là: t0 = 70C 

⇒ Đáp án: A

Bài 15: Thả một thỏi sắt có m1 = 2kg ở nhiệt độ 1400C vào một xô nước chứa m2 = 4,5kg nước. Sau khi cân bằng nhiệt độ cuối cùng là 270C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường. Biết nhiệt dung riêng của sắt, nước lần lượt là 460J/kg.K, 4200J/kg.K.

Nhiệt độ ban đầu của nước là:

A. 21,50C 

B. 170C 

C. 270C 

D. 370C

Lời giải:

+ Gọi nhiệt độ ban đầu của nước là t0

- Nhiệt lượng của thỏi sắt tỏa ra là: Q1 = m1c1Δt1 = 2.460(140 − 27) = 103960J 

- Nhiệt lượng mà nước thu vào: Q2 = m2c2Δt2 = 4,5.4200(27 − t0) 

+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ↔ 103960 = 4,5.4200(27 − t0) → t0 = 21,50C 

Vậy nhiệt độ ban đầu của nước là: t0 = 21,50C 

⇒ Đáp án A

Bài 16: Nhúng một thỏi sắt khối lượng 3kg ở 5000C vào 5kg nước ở 150C. Biết nhiệt dung riêng của sắt và của nước lần lượt là: 460J/kg.K, 4200J/kg.K. Nhiệt độ khi cân bằng là:

A. 440C 

B. 44,90C 

C. 450C 

D. 45,90C

Lời giải:

Gọi nhiệt độ khi cân bằng là t

Thỏi sắt:  

Nước:  

+ Nhiệt lượng thỏi sắt tỏa ra là: Q1 = m1c1(t1−t) 

Nhiệt lượng nước thu vào là: Q2 = m2c2(t−t2) 

+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q1 = Q2 ↔ m1c1(t1−t) = m2c2(t−t2) 

↔ 3.460(500−t) = 5.4200(t−15) 

→ t = 44,9 

Vậy nhiệt độ khi cân bằng là t = 44,90C 

⇒ Đáp án B