Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nhiệt dung riêng (Vật lý Lớp 12)

Trong quá trình làm lạnh trên, tổng khối lượng nước giải khát trong các lon là $4,5\mathrm{kg}$, nhiệt độ ban đầu là $28,0{}^{\circ }\mathrm{C}$. Sau $12,0$ phút, nhiệt độ của nước giải khát giảm còn $8,0{}^{\circ }\mathrm{C}$. Cho biết nhiệt dung riêng của nước giải khát là $3,9\cdot 10^{3}J/(\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K})$. Coi nhiệt dung của các vỏ lon không đáng kể và bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa các lon nước với môi trường bên ngoài. Công suất truyền nhiệt trung bình từ nước giải khát sang hỗn hợp làm lạnh là

Nếu người dùng tiếp tục mở vòi nhưng vặn lớn lưu lượng nước lên mức $L=2L_0$ (với $L_0$ tìm được ở Câu 23). Sau một thời gian đủ dài để hệ thiết lập trạng thái ổn định mới, nhiệt độ của nước chảy ra khỏi vòi sẽ là bao nhiêu ${}^{\circ }\mathrm{C}$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)?

Người sử dụng mở vòi nước nóng liên tục. Gọi $L_0$ (lít/phút) là giá trị lưu lượng nước lớn nhất để sau khi hệ đạt trạng thái hoạt động ổn định, nhiệt độ nước trong bình vẫn duy trì nhiệt độ ở mức $60,0^{\circ }\mathrm{C}$. Tính $L_0$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Nhiệt độ của vật nào tăng lên nhiều nhất khi thả rơi bốn vật bằng nhôm, đồng, chì, gang từ cùng một độ cao xuống đất (coi như toàn bộ độ giảm cơ năng dùng để làm nóng vật)?

Hình vẽ bên thể hiện sơ đồ thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của chất lỏng A của một bạn học sinh. Các dụng cụ thí nghiệm gồm: nguồn điện, oát kế, nhiệt kế điện tử, dây nung có điện trở $R$, bình nhiệt lượng kế đang chứa lượng chất lỏng có khối lượng không đổi $m=60,0$ gam, đồng hồ bấm thời gian. Bạn học sinh đó ghi lại số liệu sau khi bật nguồn điện (thời điểm ban đầu $t=0$) được trình bày trong bảng dưới đây:

$$<table><tbody><tr><td></td><td>\text{Soˆˊ chỉ nhiệt keˆˊ }{(}^{\circ }\text{C})</td><td>\text{Soˆˊ chỉ oaˊt keˆˊ (W)}</td></tr><tr><td>\text{Thời điểm }{t}_1=1\text{ (phuˊt)}</td><td>25,0</td><td>25,0</td></tr><tr><td>\text{Thời điểm }{t}_2=10\text{ (phuˊt)}</td><td>75,0</td><td>25,0</td></tr></tbody></table>$$

Trong quá trình nguồn điện được bật, bạn học sinh thấy rằng bình nhiệt lượng kế cũng nóng lên.

Nguyên lí hoạt động của một máy đun nước nóng như sau: nước lạnh có nhiệt độ $t_1=25^{\circ }$C được đưa vào máy từ ống dẫn nước lạnh với lưu lượng $\mu =1$ lít/phút và được làm nóng đến nhiệt độ $t_2=60^{\circ }$C. Cho biết khối lượng riêng, nhiệt dung riêng của nước lần lượt là $\rho =1000$ kg/m${}^3$ và $c=4200$ J/kg.K. Hiệu suất làm nóng nước là $H=90\%$. Với giá điện hiện nay là 2200 đồng/kWh, một giờ phải đóng tiền điện cho máy bao nhiêu đồng (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Một bếp điện được dùng để đun sôi 1,5 lít nước ở nhiệt độ ban đầu là $27^{\circ }$C trong 4,5 phút. Bếp được sử dụng với mạng điện dân dụng ở Việt Nam có điện áp hiệu dụng là 220 V. Biết nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước lần lượt là $c=4200$ J/kg.K và $D=1000$ kg/m${}^3$. Điện trở của bếp điện là $R=24\Omega$. Hiệu suất của bếp điện là $x\%$. Tìm $x$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Một hệ thống tản nhiệt cho CPU, có cấu trúc như hình bên. Bộ làm mát tiếp xúc trực tiếp với CPU, giúp hấp thụ nhiệt từ CPU. Chất lỏng làm mát sẽ chảy qua bộ làm mát, hấp thụ nhiệt và nóng lên. Các ống dẫn giúp lưu thông chất lỏng từ bộ làm mát đến bộ tản nhiệt và ngược lại. Tại bộ tản nhiệt, nhiệt lượng được giải phóng ra ngoài không khí nhờ luồng không khí mát được quạt thổi liên tục. Hệ thống này có các thông số sau:

+ Lưu lượng chất lỏng: 0,4 lít/phút.

+ Nhiệt dung riêng chất lỏng: 4200 J/kg.K.

+ Khối lượng riêng chất lỏng: 1000 kg/m${}^3$.

+ Công suất tỏa nhiệt của CPU khi hoạt động bình thường là 21 W.

+ Hiệu suất làm mát của hệ thống là 80\% (tức là 80\% nhiệt lượng tỏa ra từ CPU được chất lỏng hấp thụ).

Một ấm điện trên nhãn mác có ghi các thông số như bảng dưới.

$$<table><tbody><tr><td>\text{Điện aˊp định mức}</td><td>220\mathrm{V}</td></tr><tr><td>\text{Coˆng suaˆˊt định mức}</td><td>1000\mathrm{W}</td></tr><tr><td>\text{Dung tıˊch}</td><td>2,0\text{Lıˊt}</td></tr></tbody></table>$$

Đổ 1,5 lít nước ở $27^{\circ }$C vào ấm điện, rồi cắm ấm điện vào hiệu điện thế $U=220$ V thì sau 12 phút nước bắt đầu sôi (giả sử chưa xảy ra quá trình bay hơi). Biết nước có khối lượng riêng là 1000 kg/m${}^3$, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. Hiệu suất của ấm điện là

Hình bên dưới là sơ đồ nguyên lí hoạt động của một máy làm nóng nước. Nước lạnh có nhiệt độ $t_1=20,3^{\circ }$C được đưa vào máy từ ống dẫn nước lạnh với lưu lượng $\mu =2,50$ lít/phút. Khối lượng riêng của nước là $\rho =1000$ kg/m${}^3$. Nhiệt dung riêng của nước là $c=4180$ J/kg.K. Hiệu suất làm nóng nước là $H=95\%$. Nếu nhiệt độ của nước sau khi đã làm nóng là $36,7^{\circ }$C thì công suất tiêu thụ điện của máy làm nóng nước xấp xỉ

Một nhóm học sinh THPT dùng một ấm điện đun sôi 1 kg nước ở áp suất khí quyển $10^5$ Pa, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước theo thời gian thì thu được đồ thị như hình bên. Nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K. Cho rằng có 18,4\% nhiệt lượng của ấm tỏa ra môi trường. Coi sự bay hơi ở nhiệt độ thường của nước trong ấm là không đáng kể. Công suất của ấm là bao nhiêu kW? (kết quả lấy đến một con số sau dấu phẩy)

Một hệ làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời có hiệu suất chuyển đổi 22\%, cường độ bức xạ mặt trời lên bộ thu nhiệt là 980 W/m${}^2$, diện tích bộ thu là 20 m${}^2$. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m${}^3$.

Thực hiện thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước bằng các dụng cụ sau: biến thế nguồn, vôn kế, ampe kế, đồng hồ đo thời gian, bình nhiệt lượng kế (kèm dây nung và que khuấy), cân điện tử và nhiệt kế. Tiến hành thí nghiệm như sau:

Bước 1: Đặt bình nhiệt lượng kế lên cân, hiệu chỉnh cân về số 0.

Bước 2: Rót nước ở nhiệt độ phòng vào bình sao cho dây nung ngập hoàn toàn trong nước. Ghi nhận số chỉ của cân khi đó là $m_n$ và số chỉ của nhiệt kế là $T_0$.

Bước 3: Mắc bình nhiệt lượng kế vào mạch điện như hình vẽ bên. Đóng công tắc. Ghi nhận giá trị hiệu điện thế $U$ trên vôn kế và cường độ dòng điện $I$ trên ampe kế. Dùng que khuấy khuấy nhẹ nhàng, ghi lại thời gian tại mỗi thời điểm mà số chỉ trên nhiệt kế tăng thêm $1{}^{\circ }$C, $2{}^{\circ }$C, $3{}^{\circ }$C so với nhiệt độ ban đầu, thu được kết quả như bảng bên dưới:

$$<table><tbody><tr><td>\text{Laˆˋn đo}</td><td>\Delta T=T-T_0(\mathrm{K})</td><td>t(\mathrm{s})</td></tr><tr><td>1</td><td>1,0</td><td>171,00</td></tr><tr><td>2</td><td>2,0</td><td>350,00</td></tr><tr><td>3</td><td>3,0</td><td>528,00</td></tr></tbody></table>$$

Biết rằng: $m_n=150,00$ g; $T_0=299,0$ K; $U=1,60$ V; $I=2,50$ A. Coi nhiệt lượng mà bình nhiệt lượng kế và que khuấy thu vào không đáng kể.

Một nhóm học sinh làm thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước. Bộ dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ nguyên lí như hình bên gồm: biến áp nguồn, oát kế, nhiệt kế điện tử, nhiệt lượng kế có vỏ xốp cách nhiệt tốt kèm dây điện trở, cân điện tử, dây nối, que khuấy. Bỏ qua nhiệt dung của nhiệt lượng kế, que khuấy.

Họ thực hiện như sau: đổ một lượng nước có khối lượng 0,185 kg vào trong bình nhiệt lượng kế sao cho dây điện trở chìm hoàn toàn trong nước; cho dòng điện qua dây điện trở; đo nhiệt độ của nước và đọc số chỉ của oát kế ở các thời điểm.

Họ tính được giá trị trung bình của công suất mà oát kế đo được là $\overline{P}=11,60$ W và vẽ được đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt độ $t$ của nước trong bình vào thời gian $\tau$ như hình bên.

Hai vật rắn A và B được làm bằng hai kim loại khác nhau nhưng có cùng khối lượng và được nung nóng đều đặn trong các điều kiện giống nhau. Độ biến thiên nhiệt độ của mỗi vật theo thời gian được mô tả bởi đồ thị ở hình bên dưới.

Tốc độ thay đổi nhiệt độ của em bé trong 20 phút trên là $x\cdot 10^{-3}{}^{\circ }\text{C/s}$. Tìm $x$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Một kĩ sư đang thiết kế hệ thống làm mát cho một loại máy công nghiệp mới. Ông ta cân nhắc giữa việc dùng nước và dùng dầu chuyên dụng. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là $4200$ J/kg.K và của dầu là $2100$ J/kg.K. Chọn phát biểu $\text{sai}$?

Một nhân viên spa muốn pha nước tắm cho các bé, nhân viên này mở vòi nước nóng ở $90^{\circ }$C và vòi nước lạnh ở $10^{\circ }$C đồng thời chảy vào bể đã chứa sẵn $50$ lít nước ở $20^{\circ }$C. Biết lưu lượng của mỗi vòi là $0,25$ lít/giây. Hệ thống massager được mở liên tục trong quá trình bơm nước vào bể để tạo dòng nước, khuấy đều để nhiệt độ nước tăng đều. Bỏ qua sự truyền nhiệt với bể chứa và môi trường. Coi khối lượng riêng của nước nóng và lạnh đều bằng $997$ kg/m${}^3$. Để thu được nước có nhiệt độ $40^{\circ }$C thì nhân viên cần mở hai vòi chảy liên tục trong bao nhiêu giây? Đáp án: $\underline{}$