Giải Vật lý 10 nâng cao – Bài 55: Sự chuyển thể. Sự nóng chảy và đông đặc

3

Câu C1 trang 267 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Tại sao khi xoa cồn vào da, ta cảm thấy lạnh ở chỗ da đó ?
Giải
Cảm thấy lạnh ở chỗ xoa cồn vì cồn thu nhiệt lượng từ cơ thể qua chỗ da đó để bay hơi.

Câu C2 trang 267 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Giải thích tại sao khi trời nổi cơn giông sắp mưa thì không khí rất oi ả ?
Giải
Khi trời nổi cơn giông và sắp mưa không khí rất oi ả (nóng nực) vì hơi nước đang ngưng tụ mạnh tỏa nhiệt nhiều vào không khí

Câu C3 trang 267 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Tại sao ta có thể tạo ra cốc nuốc mát bằng cách thả vài mẩu nước đá vào trong cốc nước thường?
Giải
Khi thả nước đá vào trong nước lỏng, nước đá thu nhiệt nước lỏng để nóng chảy (tan) nên nước lỏng bị lạnh đi- ta có cốc nước mát.

Bài 1 trang 270 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Thả một cục đá có khối lượng 30g ở \({0^0}C\) vào cốc nước chứa 0,2l nước ở \({20^0}C\). Bỏ qua nhệt dung của cốc. hỏi nhiệt độ cuối của cốc nước?
\(\eqalign{
& A,{0^0}C \cr
& B,{5^0}C \cr
& C,{7^0}C \cr
& D,{10^0}C \cr} \)
Cho biết \({C_\text{nước}} = 4,2J/kg;{\rho _\text{nước}} = 1g/c{m^3};\)
\({\lambda _\text{nước đá}} = 334J/kg\).
Giải
Gọi t là nhiệt độ cuối của cốc nước (\({0^0}C\) ).
Lượng nhiệt thu để nóng chảy 30g đá:
\({Q_2} = \lambda {m_2} = 334.30 = 10020(J)\)
Lượng nhiệt thu để nâng nhiệt độ của 30g nước ở (\({0^0}C\) ) đến t :
\({Q’}_2 = {m_2}ct = 30.4,2t\)
Lượng nhiệt tỏa ra từ \(0,2l=200g\) nước ở \({20^0}C\) để giảm nhiệt độ xuống t:
\({Q_1} = {m_1}c(20 – t) = 200.4,2.20 – 200.4,2.t \)
\(= 16800 – 840t\) (J)
Khi đạt cân bằng thì
\({Q_1} = {Q_2} + Q_2′ \Leftrightarrow 16800 – 840t = 10020 + 126t\)
\(\Rightarrow t \approx 7^\circ C\)
Chọn C

Bài 2 trang 270 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Có một tảng băng trôi trên biển. Phần nhô lên của tảng băng ước tính là \({250.10^3}{m^3}\) vậy thể tích phần chìm dưới nước biển là bao nhiêu ? Cho biết thể tích riêng của băng là 1,11 l/kg và khối lượng riêng của nước biển là 1,05 kg/l.
Giải
Tảng băng nằm cân bằng dưới nuốc dưới tác dụng của 2 lực. Trọng lực \(\overrightarrow P \) và lực đẩy Ácsiméc \(\overrightarrow F \).
Gọi x là thể tích băng chìm thì \(F = \rho xg = 1050xg(N)\)
Thể tích của cả tảng băng: \(V= x + 250 000\) ( \({m^3}\))
Khối lượng của tảng băng
\(m = {V \over {1,{{11.10}^{ – 3}}}} = {{x + 250000} \over {1,{{11.10}^{ – 3}}}}(kg)\)
Trọng lượng tảng băng:
\(P = mg = {{x + 250000} \over {1,{{11.10}^{ – 3}}}}.g\)
Điều kiện cân bằng:
\(\eqalign{
& P = F \Leftrightarrow {{x + 250000} \over {1,{{11.10}^{ – 3}}}} = 1050x \cr
& \Leftrightarrow x + 250000 = 1,1655x \cr
& \Rightarrow x = 1510574({m^3}) \approx 1,{51.10^6}{m^3} \cr} \)

Bài 3 trang 270 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Để xác định gần đúng nhiệt lượng phải cung cấp cho 1kg nước hóa thành hơi khi sôi ( ở \(100^\circ C\)) một em học sinh đã làm thí nghiệm sau.Cho 1 l nước ( coi là 1kg nước ) ở \(10^\circ C\)vào ấm rồi đặt lên bếp điện để đun. Theo dõi thời gian đun em học sinh có cghi chép số liệu sau đây:
– Để đun nóng từ \(10^\circ C\) đến \(100^\circ C\) cần 18 min.
– Để cho 200g nước trong ấm thành hơi khi đun sôi cần 23 min.
Từ thí nghiệm trên hãy tính nhiệt lượng cần phải cung cấp cho 1kg nước hóa thành hơi ở nhiệt độ sôi \(100^\circ C\) . Bỏ qua nhiệt dung của ấm, biết nhiệt dung riêng của nước là 4,18.\({10^3}\) J/kg K.
Giải
Nhiệt lượng bếp cấp cho 1 nước để nâng nhiệt độ từ \(10^\circ C\) đến \(100^\circ C\) là:
\(\eqalign{
& {Q_1} = mc\Delta {t_1} = 1000.4,2.(100 – 10) \cr
& = 37,{8.10^4}J = 0,{378.10^6}J \cr} \)
Công suất tỏa nhiệt của bếp:
\(P={{{Q_1}} \over {{t_1}}}\)
Nhiệt lượng cần để hóa hơi 200g nước sôi là:
\({Q_2} = P{t_2} = {{{Q_1}} \over {{t_1}}}{t_2} = 0,{483.10^6}(J)\)
Nhiệt lượng cần để hóa hơi 1l nước sôi là:
\(Q = 5{Q_2} = 2,{415.10^6}(J)\)