Bài VI.6, VI.7, VI.8, VI.9, VI.10 trang 82,83 SBT Vật lí 10

VI.6.

Một vật khối lượng 1 kg trượt không vận tốc đầu trên một mặt phẳng nghiêng dài 0,80 m đặt nghiêng 30° so với mặt phẳng nằm ngang. Khi tới chân mặt phẳng nghiêng, vận tốc của vật đạt 1,2 m/s. Nhiệt lượng do vật toả ra do ma sát là:

A. 7,02 J

B. 3,2 J

C. 3,92 J

D. 6,4 J

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \({A_{ms}} = {{\rm{W}}_0} - {\rm{W}}\)

Lời giải chi tiết:

Khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng có ma sát thì độ giảm cơ năng đúng bằng công để thắng ma sát:

A_ms = W₀ - W = mgh-mv²/2

Theo đầu bài thì : Q = A_ms= mglsinα - mv²/2 = 3,2 J.

Chọn đáp án B

VI.7.

Một viên đạn bằng bạc có khối lượng 2 g đang bay với vận tốc 200 m/s thì va chạm vào một bức tường gỗ. Nếu coi viên đạn không trao đổi nhiệt với bên ngoài thì nhiệt độ của viên đạn sẽ tăng thêm bao nhiêu độ ? Nhiệt dung riêng của bạc là 234 J/(kg.K).

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức:

+ Định lí biến thiện động năng: \({A_{ms}} = {{\rm{W}}_0} - {\rm{W}}\)

+ Nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)

Lời giải chi tiết:

Động năng của viên đạn khi va chạm với tường :

W_đ=  \({1 \over 2}m{v^2} = {1 \over 2}({2.10^{ - 3}}){(200)^2} = 40(J)\)

Khi bị bức tường giữ lại, viên đạn đã nhận được công có độ lớn A = W_đ.

Do viên đạn không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài nên công A phải bằng độ tăng nội năng của viên đạn :

ΔU = A

Phần nội năng tăng thêm này làm viên đạn nóng lên : Q = mcΔt

Do đó : \(\Delta t = {Q \over {mc}} = {{40} \over {{{2.10}^{ - 3}}.234}} = 85,{5^0}C\)

VI.8.

Một bình chứa 14 g khí nitơ ở nhiệt độ 27°C và áp suất 1 atm. Sau khi hơ nóng, áp suất trong bình chứa khí tăng lên tới 5 at. Hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí nitơ và độ tăng nội năng của khí

Biết nhiệt dung riêng của nitơ trong quá trình nung nóng đẳng nhiệt là c_V = 742 J/(kg.K). Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể.

Phương pháp giải:

+ Công: \(A = p\Delta V\)

+ Nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)

Lời giải chi tiết:

Do bình không dãn nở vì nhiệt, nên công do khí sinh ra : A' = pΔV = 0. Theo nguyên lí I, ta có :

ΔU = Q (1)

Nhiệt lượng do khí nhận được : Q = mc_v (T₂ – T₁) (2)

Mặt khác, do quá trình là đẳng tích nên :

\({{{p_2}} \over {{T_2}}} = {{{p_1}} \over {{T_1}}} = > {T_2} = {{{p_2}{T_1}} \over {{T_2}}} = 1500K\)

Từ (2)tính được : Q = 15,58.10³ J.

Từ (1) suy ra:  ΔU = 15,58.10³ J.

VI.9.

Một khối khí chứa trong một xilanh đặt thẳng đứng có pit-tông trọng lượng không đáng kể, diện tích đáy 10 cm², có thể dịch chuyển được. Tính công cần thực hiện để kéo pit-tông lên cao thêm 10 cm. Biết nhiệt độ của khí không đổi, áp suất khí quyển bằng 1 at, và công khí sinh ra trong quá trình này là 7,5 J.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức 

+ Công: \(A = F.h\)

+ Áp suất : \(p = \dfrac{F}{S} \to F = p.S\)

Lời giải chi tiết:

Khi kéo pit-tông lên một đoạn h thì áp suất của khí quyển nén lên pit-tông thực hiện công A₁= p₀Sh, đồng thời khí dãn nở sinh công  A’₂= 7,5 J. Do đó. công ta cần thực hiện trong quá trình này là :

A = A₁ + A₂ = p₀Sh – A’2 = 2,31 J

VI.10.

Trong một xilanh đặt nằm ngang có một lượng không khí thể tích 2,73 dm³ ở điều kiện chuẩn. Người ta hơ nóng xilanh sao cho nhiệt độ tăng thêm 40°C và pit-tông dịch chuyển đều trong khi áp suất của không khí trong xilanh coi như không đổi. Tính công do lượng khí sinh ra khi dãn nở. Công này có phụ thuộc diện tích của mặt pit-tông không ? Bỏ qua ma sát giữa pit-tông và xilanh.

Phương pháp giải:

+ Công \(A = p\Delta V\)

+ Định luật Gay – luy – xác \(\dfrac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{V_2}}}{{{T_2}}}\)

Lời giải chi tiết:

Từ (1) và (2) dễ dàng tính được:

A' = 40,52 J.