Dạng bài tập về cấu tạo chất, nhiệt năng, các hình thức truyền nhiệt
- Thứ năm - 31/03/2022 10:07
- In ra
- Đóng cửa sổ này
1. Các chất được cấu tạo như thế nào?
Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là nguyên tử, phân tử.
Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách.
Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là nguyên tử, phân tử.
Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách.
2. Nguyên tử, phân tử chuyển động hay đứng yên?
Các nguyên tử, phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng.
Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
3. Hiện tượng khuếch tán
Khi đổ hai chất lỏng khác nhau vào cùng một bình chứa, sau một thời gian hai chất lỏng tự hòa lẫn vào nhau. Hiện tượng này gọi là hiện tượng khuếch tán.
Có hiện tượng khuếch tán là do các nguyên tử, phân tử có khoảng cách và chúng luôn chuyển động hỗn độn không ngừng.
Hiện tượng khuếch tán xảy ra càng nhanh khi nhiệt độ càng tăng.
4. Nhiệt năng
Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
Nhiệt năng của vật có thể thay đổi bằng hai cách:
Thực hiện công.
Truyền nhiệt.
5. Nhiệt lượng
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trinh truyền nhiệt.
- Đơn vị của nhiệt năng là Jun (kí hiệu J).
6. Dẫn nhiệt
Nhiệt năng có thể truyển từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác bằng hình thức dẫn nhiệt.
Chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất.
Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.
7. Đối lưu
Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng và chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.
8. Bức xạ nhiệt
Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi theo đường thẳng.
Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không.
II. Bài tập giải thích
Câu 1:
a. Khi nói ‘Bất kì vật nào cũng có nhiệt năng.’ là đúng hay sai? Vì sao ?
Bất kì vật nào cũng có nhiệt năng. Vì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động không ngừng.
b. Nhúng một đầu chiếc thìa bằng bạc vào một cốc nước sôi ta có cảm giác tay bị nóng lên? Tại sao?
Thìa bạc đã truyền nhiệt từ nước nóng sang tay ta.
Câu 2: Hãy giải thích tại sao mặc dù buộc thật chặt quả bong bóng cao su đã được thổi căng tròn, nhưng sau vài giờ bong bóng lại xẹp?
Thành bóng cao su được cấu tạo từ các phân tử cao su, giữa chúng có khoảng cách. Các phân tử không khí ở trong bóng có thể chui qua các khoảng cách này mà ra ngoài làm cho bóng xẹp dần.
Câu 3: Giải thích hiện tượng khi bỏ vài hạt thuốc tím vào cốc nước, lúc sau ta thấy toàn bộ nước trong cốc có màu tím. Để hiện tượng này xảy ra nhanh hơn ta phải làm như thế nào?
Giải thích: Do giữa các phân tử nước có khoảng cách và chuyển động không ngừng nên khi bỏ vài hạt thuốc tím vào nước, phân tử thuốc tím có màu tím sẽ xen vào nằm giữa ở khoảng cách giữa các phân tử nước vì thế lúc sau nước có màu tím.
Để hiện tượngnày xảy ra nhanh ơn ta phải đun nóng nước hoặc dùng thìa khuấy.
Câu 4: Có người nói rằng: ‘một vật có thể không có cơ năng nhưng luôn luôn có nhiệt năng.’ Theo em câu nói đó đúng không? Giải thích và cho ví dụ chứng tỏ lập luận của mình.
Câu đó nói đúng.
Ví dụ: Quả bóng nằm yên trên sàn, quả bóng không có khả năng thực hiện công nên không có cơ năng nhưng quả bóng được cấu tạo từ các phân tử mà các phân tử này chuyển động không ngừng về mọi phía nên quả bóng luôn có nhiệt năng.
Câu 5: Tại sao trong hồ, ao, sông, biển lại có không khí mặc dù không khí nhẹ hơn nước rất nhiều?
Trong hồ, ao, sông, biển lại có không khí mặc dù không khí nhẹ hơn nước rất nhiều đó là do các phân tử không khí chuyển động không ngừng về mọi phía.
Câu 6: Hãy dùng cách giải thích sự hụt thể tích trong thí nghiệm trộn cát vào ngô để giải thích sự hụt thể tích trong thí nghiệm trộn rượu với nước?
Giữa các phân tử nước cũng như giữa các phân tử rượu đều có khoảng cách. Khi trộn rượu với nước, các phân tử rượu đã xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước và ngược lại. vì thế mà thể tích của hỗn hợp rượu và nước giảm.
Câu 7:
a. Có thề thay đổi nhiệt năng của một vật bằng các cách nào? Cho ví dụ.
Có thể thay đổi nhiệt năng của một vật bằng cách thực hiện công hoặc truyền nhiệt.
Ví dụ: thực hiện công: cọ xát hai vật với nhau, truyền nhiệt: thả vật đang nóng vào li nước lạnh.
b. Làm lạnh một miếng đồng rồi thả vào li đựng nước nóng. Nhiệt năng của miếng đồng và nước thay đổi như thế nào?
Nhiệt năng của miếng đồng tăng, nhiệt năng của nước giảm.
Câu 8: Tại sao khi cho một ít muối vào li nước đầy, nước không tràn ra. Nhưng khi cho một ít cát vào li nước đầy thì nước lại tràn ra?
Vì các phân tử muối xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước và ngược lại nên nước không tràn ra, còn các hạt cát không xen được vào khoảng cách giữa các phân tử nước nên chiếm thể tích của nước làm nước tràn ra.
Câu 9:
a. Hãy phân biệt hai khái niệm nhiệt năng và nhiệt lượng.
Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.nhiệt lượng chỉ là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt, không phải là một dạng năng lượng riêng biệt
b. Lưỡi cưa sau khi cưa nóng lên, nhiệt năng của nó thay đổi như thế nào? Có phải đã nhận được một nhiệt lượng không? Tại sao?
Lưỡi cưa sau khi cưa nóng lên nhiệt năng của nó tăng lên.
Lưỡi cưa không nhận nhiệt lượng mà do lưỡi cưa thực hiện công.
Câu 10:
a. Dùng một sợi chỉ cuốn chặt vào một ống nhôm hay ống đồng. lấy diêm đốt sợi chỉ, sợi chỉ không cháy. Tại sao?
Kim loại dẫn nhiệt tốt nên chỗ quấn sợi chỉ không đủ nhiệt để làm cháy chỉ.
b. Nếu cuốn sợi chỉ vào một ống gỗ, thì khi đốt sợi chỉ có cháy không? Tại sao?
Gỗ dẫn nhiệt kém, nên nhiệt từ que diêm truyền sang chỉ và đốt cháy chỉ.
Câu 11: Phích (bình thuỷ) được làm bằng thuỷ tinh hai lớp để giữ cho nước nóng lâu. Em hãy cho biết nó được cấu tạo như hình bên dưới để ngăn cản hình thức truyền nhiệt nào. Giải thích.
Giữa hai lớp thuỷ tinh là chân không để ngăn cản sự dẫn nhiệt
Hai mặt đối diện của hai lớp thuỷ tinh được tráng bạc để phản xạ các tia nhiệt trở lại nước đựng trong phích.
Phích được đậy nút thật kín để ngăn cản sự truyền nhiệt bằng đối lưu ra bên ngoài.
Câu 12: Nhiệt dung riêng của thép là 460J/kg.K điều đó có ý nghĩa gì?
Điều này có nghĩa là muốn làm cho 1kg thép nóng lên 10C cần truyền cho thép một nhiệt lượng 460J.
Câu 13: Tại sao khi thả một cục đường vào cốc nước rồi khuấy lên đường tan và nước có vị ngọt?
Khi khuấy lên, các phân tử đưồng xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước cũng như các phân tử nước xen vào khoảng cách của các phân tử đường.
Câu 14: Vào lúc trời lạnh, sờ vào một vật bằng kim loại và sờ vào một vật bằng gỗ. Sờ vào vật nào tay có cảm giác lạnh hơn? Giải thích.
Vào lúc trời lạnh khi sờ tay vào vào vật bằng kim loại tay có cảm giác lạnh hơn sờ tay vào vật bằng gỗ. vì khả năng dẫn nhiệt của kim loại lớn hơn khả năng dẫn nhiệt của gỗ rất nhiều lần.
Câu 15:
a. Vì sao trong một số nhà máy, người ta thường xây những ống khói rất cao?
Việc xây dựng những ống khói rất cao trong các nhà máy có hai tác dụng cơ bản: ống khói cao có tác dụng tạo ra sự đói lưu tốt, làm cho khói thoát ra được nhanh chóng. Ngoài ra, ống khói cao còn có tác dụng làm khói thải thoát ra bay lên cao, hạn chế gây ô nhiễm cho môi trường.
b. Vì sao các bồn chứa xăng dầu, cánh máy bay thường được sơn màu nhũ trắng sáng mà không sơn các màu khác?
Sơn màu nhũ sáng trắng để hạn chế sự bức xạ nhiệt có thể làm chúng nóng lên ( tính chất bề mặt hấp thụ bức xạ nhiệ). Vì nếu nóng lên sẽ rất dễ gây ra hoả hoạn.
Câu 16: Hãy giải thích tại sao trong ấm đun nước bằng điện, dây đốt nóng được đặt gần sát đáy ấm, còn trong nhà, muốn làm lạnh thì máy điều hoà phải được đặt ở phía trên?
Khi đun nóng (làm nóng), phải đun từ phía dưới để tạo ra sự đối lưu, khối nước nóng đi lên do có trọng lượng riêng nhỏ hơn, khối nước lạnh đi xuống do có trọng lượng riêng lớn hơn. Vì vậy nướcnóng đều lên.
Khi làm lạnh, phải làm lạnh ở phía trên để tạo ra sự đối lưu. Do khối không khí phía trên lạnh hơn, có trọng lượng riêng lớn hơn nên đi xuống, còn khối không khí phía dưới nóng hơn sẽ đi lên. Vì vậy toàn bộ không khí trong phòng sẽ mát lạnh đi.
Câu 17: Đối lưu là gì? Vì sao đối lưu không xảy ratrong môi trường chân không?
Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hay chất khí.
Đối lưu không xảy ra trong môi trường chân không vì chân không không có các dòng chất lỏng hay chất khí (không có các hạt, phân tử, nguyên tử).
Các nguyên tử, phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng.
Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
3. Hiện tượng khuếch tán
Khi đổ hai chất lỏng khác nhau vào cùng một bình chứa, sau một thời gian hai chất lỏng tự hòa lẫn vào nhau. Hiện tượng này gọi là hiện tượng khuếch tán.
Có hiện tượng khuếch tán là do các nguyên tử, phân tử có khoảng cách và chúng luôn chuyển động hỗn độn không ngừng.
Hiện tượng khuếch tán xảy ra càng nhanh khi nhiệt độ càng tăng.
4. Nhiệt năng
Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
Nhiệt năng của vật có thể thay đổi bằng hai cách:
Thực hiện công.
Truyền nhiệt.
5. Nhiệt lượng
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trinh truyền nhiệt.
- Đơn vị của nhiệt năng là Jun (kí hiệu J).
6. Dẫn nhiệt
Nhiệt năng có thể truyển từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác bằng hình thức dẫn nhiệt.
Chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất.
Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.
7. Đối lưu
Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng và chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.
8. Bức xạ nhiệt
Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi theo đường thẳng.
Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không.
II. Bài tập giải thích
Câu 1:
a. Khi nói ‘Bất kì vật nào cũng có nhiệt năng.’ là đúng hay sai? Vì sao ?
Bất kì vật nào cũng có nhiệt năng. Vì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động không ngừng.
b. Nhúng một đầu chiếc thìa bằng bạc vào một cốc nước sôi ta có cảm giác tay bị nóng lên? Tại sao?
Thìa bạc đã truyền nhiệt từ nước nóng sang tay ta.
Câu 2: Hãy giải thích tại sao mặc dù buộc thật chặt quả bong bóng cao su đã được thổi căng tròn, nhưng sau vài giờ bong bóng lại xẹp?
Thành bóng cao su được cấu tạo từ các phân tử cao su, giữa chúng có khoảng cách. Các phân tử không khí ở trong bóng có thể chui qua các khoảng cách này mà ra ngoài làm cho bóng xẹp dần.
Câu 3: Giải thích hiện tượng khi bỏ vài hạt thuốc tím vào cốc nước, lúc sau ta thấy toàn bộ nước trong cốc có màu tím. Để hiện tượng này xảy ra nhanh hơn ta phải làm như thế nào?
Giải thích: Do giữa các phân tử nước có khoảng cách và chuyển động không ngừng nên khi bỏ vài hạt thuốc tím vào nước, phân tử thuốc tím có màu tím sẽ xen vào nằm giữa ở khoảng cách giữa các phân tử nước vì thế lúc sau nước có màu tím.
Để hiện tượngnày xảy ra nhanh ơn ta phải đun nóng nước hoặc dùng thìa khuấy.
Câu 4: Có người nói rằng: ‘một vật có thể không có cơ năng nhưng luôn luôn có nhiệt năng.’ Theo em câu nói đó đúng không? Giải thích và cho ví dụ chứng tỏ lập luận của mình.
Câu đó nói đúng.
Ví dụ: Quả bóng nằm yên trên sàn, quả bóng không có khả năng thực hiện công nên không có cơ năng nhưng quả bóng được cấu tạo từ các phân tử mà các phân tử này chuyển động không ngừng về mọi phía nên quả bóng luôn có nhiệt năng.
Câu 5: Tại sao trong hồ, ao, sông, biển lại có không khí mặc dù không khí nhẹ hơn nước rất nhiều?
Trong hồ, ao, sông, biển lại có không khí mặc dù không khí nhẹ hơn nước rất nhiều đó là do các phân tử không khí chuyển động không ngừng về mọi phía.
Câu 6: Hãy dùng cách giải thích sự hụt thể tích trong thí nghiệm trộn cát vào ngô để giải thích sự hụt thể tích trong thí nghiệm trộn rượu với nước?
Giữa các phân tử nước cũng như giữa các phân tử rượu đều có khoảng cách. Khi trộn rượu với nước, các phân tử rượu đã xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước và ngược lại. vì thế mà thể tích của hỗn hợp rượu và nước giảm.
Câu 7:
a. Có thề thay đổi nhiệt năng của một vật bằng các cách nào? Cho ví dụ.
Có thể thay đổi nhiệt năng của một vật bằng cách thực hiện công hoặc truyền nhiệt.
Ví dụ: thực hiện công: cọ xát hai vật với nhau, truyền nhiệt: thả vật đang nóng vào li nước lạnh.
b. Làm lạnh một miếng đồng rồi thả vào li đựng nước nóng. Nhiệt năng của miếng đồng và nước thay đổi như thế nào?
Nhiệt năng của miếng đồng tăng, nhiệt năng của nước giảm.
Câu 8: Tại sao khi cho một ít muối vào li nước đầy, nước không tràn ra. Nhưng khi cho một ít cát vào li nước đầy thì nước lại tràn ra?
Vì các phân tử muối xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước và ngược lại nên nước không tràn ra, còn các hạt cát không xen được vào khoảng cách giữa các phân tử nước nên chiếm thể tích của nước làm nước tràn ra.
Câu 9:
a. Hãy phân biệt hai khái niệm nhiệt năng và nhiệt lượng.
Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.nhiệt lượng chỉ là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt, không phải là một dạng năng lượng riêng biệt
b. Lưỡi cưa sau khi cưa nóng lên, nhiệt năng của nó thay đổi như thế nào? Có phải đã nhận được một nhiệt lượng không? Tại sao?
Lưỡi cưa sau khi cưa nóng lên nhiệt năng của nó tăng lên.
Lưỡi cưa không nhận nhiệt lượng mà do lưỡi cưa thực hiện công.
Câu 10:
a. Dùng một sợi chỉ cuốn chặt vào một ống nhôm hay ống đồng. lấy diêm đốt sợi chỉ, sợi chỉ không cháy. Tại sao?
Kim loại dẫn nhiệt tốt nên chỗ quấn sợi chỉ không đủ nhiệt để làm cháy chỉ.
b. Nếu cuốn sợi chỉ vào một ống gỗ, thì khi đốt sợi chỉ có cháy không? Tại sao?
Gỗ dẫn nhiệt kém, nên nhiệt từ que diêm truyền sang chỉ và đốt cháy chỉ.
Câu 11: Phích (bình thuỷ) được làm bằng thuỷ tinh hai lớp để giữ cho nước nóng lâu. Em hãy cho biết nó được cấu tạo như hình bên dưới để ngăn cản hình thức truyền nhiệt nào. Giải thích.
Giữa hai lớp thuỷ tinh là chân không để ngăn cản sự dẫn nhiệt
Hai mặt đối diện của hai lớp thuỷ tinh được tráng bạc để phản xạ các tia nhiệt trở lại nước đựng trong phích.
Phích được đậy nút thật kín để ngăn cản sự truyền nhiệt bằng đối lưu ra bên ngoài.
Câu 12: Nhiệt dung riêng của thép là 460J/kg.K điều đó có ý nghĩa gì?
Điều này có nghĩa là muốn làm cho 1kg thép nóng lên 10C cần truyền cho thép một nhiệt lượng 460J.
Câu 13: Tại sao khi thả một cục đường vào cốc nước rồi khuấy lên đường tan và nước có vị ngọt?
Khi khuấy lên, các phân tử đưồng xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước cũng như các phân tử nước xen vào khoảng cách của các phân tử đường.
Câu 14: Vào lúc trời lạnh, sờ vào một vật bằng kim loại và sờ vào một vật bằng gỗ. Sờ vào vật nào tay có cảm giác lạnh hơn? Giải thích.
Vào lúc trời lạnh khi sờ tay vào vào vật bằng kim loại tay có cảm giác lạnh hơn sờ tay vào vật bằng gỗ. vì khả năng dẫn nhiệt của kim loại lớn hơn khả năng dẫn nhiệt của gỗ rất nhiều lần.
Câu 15:
a. Vì sao trong một số nhà máy, người ta thường xây những ống khói rất cao?
Việc xây dựng những ống khói rất cao trong các nhà máy có hai tác dụng cơ bản: ống khói cao có tác dụng tạo ra sự đói lưu tốt, làm cho khói thoát ra được nhanh chóng. Ngoài ra, ống khói cao còn có tác dụng làm khói thải thoát ra bay lên cao, hạn chế gây ô nhiễm cho môi trường.
b. Vì sao các bồn chứa xăng dầu, cánh máy bay thường được sơn màu nhũ trắng sáng mà không sơn các màu khác?
Sơn màu nhũ sáng trắng để hạn chế sự bức xạ nhiệt có thể làm chúng nóng lên ( tính chất bề mặt hấp thụ bức xạ nhiệ). Vì nếu nóng lên sẽ rất dễ gây ra hoả hoạn.
Câu 16: Hãy giải thích tại sao trong ấm đun nước bằng điện, dây đốt nóng được đặt gần sát đáy ấm, còn trong nhà, muốn làm lạnh thì máy điều hoà phải được đặt ở phía trên?
Khi đun nóng (làm nóng), phải đun từ phía dưới để tạo ra sự đối lưu, khối nước nóng đi lên do có trọng lượng riêng nhỏ hơn, khối nước lạnh đi xuống do có trọng lượng riêng lớn hơn. Vì vậy nướcnóng đều lên.
Khi làm lạnh, phải làm lạnh ở phía trên để tạo ra sự đối lưu. Do khối không khí phía trên lạnh hơn, có trọng lượng riêng lớn hơn nên đi xuống, còn khối không khí phía dưới nóng hơn sẽ đi lên. Vì vậy toàn bộ không khí trong phòng sẽ mát lạnh đi.
Câu 17: Đối lưu là gì? Vì sao đối lưu không xảy ratrong môi trường chân không?
Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hay chất khí.
Đối lưu không xảy ra trong môi trường chân không vì chân không không có các dòng chất lỏng hay chất khí (không có các hạt, phân tử, nguyên tử).