30 câu trắc nghiệm Cơ sở của nhiệt động lực học nâng cao (P1)
-
4988 lượt thi
-
15 câu hỏi
-
30 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 5kg nước từ 15oC đến 100oC trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 1,5kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K; của sắt là 460 J/kg.K.
Xem đáp án
Đáp án: C
Nhiệt lượng cần cung cấp:
Q = (mscs + mncn).(t2 – t1) = 1843650 J
Câu 2:
Khi truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xilanh hình trụ thì khí nở ra đẩy pit-tông làm thể tích của khí tăng thêm 0,5 m3. Biết áp suất của khí là 8.106 N/m2 và coi áp suất này không đổi trong quá trình khí thực hiện công. Độ biến thiên nội năng của khí là:
Xem đáp án
Đáp án: C
Độ biến thiên nội năng:
DU = A + Q = - p.S.Dh + Q = - pDV + Q = 2.106 J.
Câu 3:
Một bình nhôm khối lượng 0,5 kg chứa 4 kg nước ở nhiệt độ 20 oC. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 500 oC. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/kg.K; của nước là 4,18.103 J/kg.K; của sắt là 0,46.103 J/kg.K. Nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là:
Xem đáp án
Đáp án: C
Phương trình cân bằng nhiệt:
(mbcb + mnccnc).(tcb – t1) = msắtcsắt(t2 – tcb)
Câu 4:
Một hòn bi thép có trọng lượng 0,5N rơi từ độ cao 2m xuống một tấm đá rồi nảy lên tới độ cao 1,4m. Tính lượng cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng của bi và tấm đá. Chọn đáp án đúng.
Xem đáp án
Đáp án: D
Chọn mốc thế năng tại mặt tấm đá.
Cơ năng ban đầu:
W = P.h = 0,5.2 = 1J.
Cơ năng sau khi bi nảy lên:
W’ = P.h’ = 0,5.1,4 = 0,7J.
Phần cơ năng đã chuyển thành nội năng:
∆W = W – W’ = 1 – 0,7 = 0,3J.
Câu 5:
Một lượng khí lí tưởng chứa trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Các thông số trạng thái ban đầu của khí là 10 dm3; 100 kPa; 300 K. Khí được làm lạnh theo một quá trình đẳng áp tới khi thể tích còn 6 dm3. Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí và tính công mà chất khí thực hiện được. Chọn đáp án đúng.
Xem đáp án
Đáp án: A
Nhiệt độ cuối:
Công chất khí thực hiện được:
A = p.DV = 400 J.
Câu 6:
Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4 oC. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100 oC vào nhiệt lượng kế. Biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5 oC. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4,18.103 J/kg.K; của đồng thau là 0,128.103 J/kg.K. Nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại là:
Xem đáp án
Đáp án: D
Phương trình cân bằng nhiệt:
(mdcd + mncn).(t – t1) = mklckl(t2 – t)
Câu 7:
Người ta nung nóng đẳng áp 100 gam khí H2 từ 22 oC đến 122 oC. Tính công mà khí đã thực hiện. Biết H2 có μ = 2; lấy R = 8,31 J/mol.K.
Xem đáp án
Đáp án: A
Công của khí:
Chú ý rằng:
Suy ra:
Câu 8:
Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong xilanh nằm ngang. Chất khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn 5 cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pit-tông và xilanh có độ lớn là 20 N.
Xem đáp án
Đáp án: C
Công chất khí thực hiện để thắng ma sát:
A = F.s
Vì khí nhận nhiệt lượng (Q > 0) và thực hiện công (A < 0) nên độ biến thiên nội năng của chất khí là:
DU = Q – Fs = 0,5 J.
Câu 9:
Lấy 2,5 mol khí lí tưởng ở nhiệt độ 300 K. Nung nóng đẳng áp khi này cho đến khi thể tích của nó bằng 1,5 lần thể tích lúc đầu. Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình này là 11,04 kJ. Tính công mà khí này thực hiện và độ tăng nội năng.
Xem đáp án
Đáp án: B
Nung nóng đẳng áp:
Áp dụng phương trình Claperon- Mendeleep cho hai quá trình:
p.V1 = 2,5RT1; p.V2 = 2,5RT2
→ p.(V2 – V1) = 2,5.R.(T2 – T1)
Vì quá trình đẳng áp
→ A = p.ΔV = 2,5.R.ΔT = 2,5.8,31.150
= 3116,25J = 3,12kJ
Với quy ước dấu, khí sinh công A < 0, nhận nhiệt Q > 0.
→ ΔU = A + Q = -3,12 + 11,04 = 7,92kJ
Câu 10:
Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50 g ở nhiệt độ 136 oC vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung 50 J/K chứa 100 g nước ở 14 oC. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên. Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt trong nhiệt lượng kế là 18 oC. Cho nhiệt dung riêng của nước là cn = 4180 J/kg.K; của kẽm là ck = 337 J/kg.K; của chì là cch = 126 J/kg.K.
Xem đáp án
Đáp án: B
Phương trình cân bằng nhiệt:
(Cnlk + mncn).(t – t1) = [mkck + (mhk – mk)cch].(t2 – t)
→ mch = mhk – mk = 5 g.
Câu 11:
Một động cơ nhiệt có hiệu suất 25%, công suất 30 kW. Tính nhiệt lượng mà nó tỏa ra cho nguồn lạnh trong 5 giờ làm việc liên tục.
Xem đáp án
Đáp án: C
Hiệu suất động cơ:
Câu 12:
Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào lò một miếng sắt có khối lượng 22,3 g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả ngay vào một nhiệt lượng kế có khối lượng 200 g có chứa 450 g nước ở nhiệt độ 15 0C thì nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế tăng lên đến 22,5 0C. Cho nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/kg.K; của chất làm nhiệt lượng kế là 418 J/kg.K; của nước là 4,18.103 J/kg.K. Xác định nhiệt độ của lò.
Xem đáp án
Đáp án: A
Phương trình cân bằng nhiệt:
(mnlk.cnlk + mn.cn).(t – t1) = ms.cs.(t2 – t)
Thay số:
Câu 13:
Tính công suất của một động cơ ôtô nếu trong thời gian 4 giờ chạy liên tục ôtô tiêu thụ hết 60 lít xăng. Biết hiệu suất của động cơ là 32%, năng suất tỏa nhiệt của xăng là q = 46.106 J/kg và khối lượng riêng của xăng là Dx = 0,7 kg/dm3.
Xem đáp án
Đáp án: C
Nhiệt lượng cung cấp khi xăng cháy hết:
Q1 = mxăng.q = V.Dx.q = 1932.106J.
Công động cơ thực hiện được:
A = Q1.H = 618,24.106 J.
Công suất của động cơ:
P = A/t = 42,9.103 W = 42,9 kW.
Câu 14:
Người ta cọ sát một miếng sắt dẹt khối lượng 100g trên một tấm gỗ. Sau một lát thì thấy miếng sắt nóng lên thêm 12℃. Hỏi người ta đã tốn một công là bao nhiêu để thắng ma sát, giả sử rằng 40% công đó được dùng để làm nóng miếng sắt? Cho biết nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kg.độ
Xem đáp án
Đáp án: B
Công mà người đó tốn:
Câu 15:
Một cốc nhôm khối lượng 100g chứa 300g nước ở nhiệt độ 20℃. Người ta thả vào cốc nước một chiếc thìa đồng khối lượng 75g vừa rút ra khỏi nồi nước sôi ở 100℃. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K, của đồng là 380J/kg.K và của nước là 4,19.103J/kg.K.
Xem đáp án
Đáp án: B
Phương trình cân bằng nhiệt:
Qcốc + Qnước = Qthìa
(mcốc.ccốc + mn.cn).(tcb – t1)
= mthìa.cthìa.(t2 – tcb)
[(0,1.880) + (0,3.4,19.103)](t – 20)
= 0,075.380.(100 –t)
Giải ra ta được:
