Giải bài tập Vật lý 8 Hướng dẫn giải bài tập bổ sung

HUONG DẪN GIÃI CẮC BÀI TẬP Bổ SUNG
CHƯƠNG I
Bài 1
la.	Đối với vật mốc là hàng cây bên đường và bến xe, thì vị trí của ôtô thay đổi, nên ôtô được xem là chuyển động ; Đối với người lái xe, vị trí của ôtô không thay đổi nên êtô được xem là đứng yên.
lb.	Nếu chọn vật mốc là sân ga thì đầu tàu này đang đứng yên ; Nếu chọn vật mốc là một đoàn tàu khác đang rời ga thì đầu tàu này đang chuyển động.
lc.	Xe tải đứng yên so với hàng hoá, chuyển động so với đường và hàng cây. Hàng hoá đứng uyên so với xe tải, chuyển động so với đường và hàng cây. Đường đứng yên so với hàng cây, chuyển động so với xe tải và hàng hoá. Hàng đứng yên so với đường, chuyển động so với xe tải và hàng hoá.
Bài 2
2a. Vui và An đề xuất cách so sánh chưa chính xác. Cách so sánh của Bình đúng, vì cùng quãng đường như nhau, nếu bạn nào chạy ít thời gian hơn thì vận tốc của bạn ấy lớn hơn tức là bạn ấy sẽ chạy nhanh hơn.
2b. Gọi Sj, s2 lần lượt là quãng đường đi được trong 35 giây của hai người, c là vị trí hai người gặp nhau (Hình 2.1G).
Nguờil	Người 1
Hình 2.1 G
Gọi V], v2 lần lượt là vận tốc của người đi từ A và từ B. Do đó ta có :	Sj = V[.t; s2 = v2.t.
Khi hai vật gặp nhau : S] + s2 = AB = 630 m.
Suy ra :	AB - S| + s2 = (Vj + v2).t
AB
=> V] + v2 = -ỹ-
= 18m/s. 35
Từ đó ta tính được vận tốc của người đi từ B :
v2 = 18 - 13 = 5 m/s.
Vị trí hai người gặp nhau cách A một đoạn là :
AC = v,.t = 13.35 = 455 m
2c. Gọi Sị, s2 lần lượt là quãng đường đi được của môi xe ; V[, v2 lần lượt là vận tốc của mỗi xe.
Do đó ta có :	Sj = Vpt; s2 = v2.t.
Xe 1 a) Q
Xe 2 Q
Si
S2
Xe 1 b)
n
Xe 2 Q=*
Q
Si	s2
Hình 2.2G
- Khi hai xe đi ngược chiều (Hình 2.2Ga), độ giảm khoảng cách của hai xe bằng : Sj + s2 = 12 m.
Suy ra :	Sj + s2 = (Vj + v2).t = 12
Si + Sọ 12 => Vị + v2 = —	 - —
= 1,2
(1)
t 10
- Khi hai xe đi cùng chiều (Hình 2.2Gb), độ giảm khoảng cách của hai xe bằng : Sj - s2 = 5 m.
Suy ra	S]-s2 = (Vj - v2).t = 5
, _s,-s2	5	__
=>• V, - V, = ——— =	= 0,5
t	10
Từ (1) và (2) ta tìm được v2 = 0,35 m/s.
(2)
Bài 3
.	•> »	.	AB 240	_ .
3a. a) Thời gian vật đi nửa đoạn đường đau là : tị = —— = —— = 24 s.
2v,
AB
2.5
240
Thời gian vật đi nửa đoạn đường sau là :	t2 = 7— = -7-7 = 40 s.
2v,
2.3
t = tị + t2 - 24 + 40 = 64 s.
Thời gian vật đi cả đoạn đường sau là :
Vậy sau 64 s vật đến B.
b) Vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường AB : ’ AB _ 240_-„-	,
t 64
3b. Gọi độ dài quãng đường AB là s.
,	1	X	s
Thời gian để đi A đoạn đường đầu tiên là : tị - ——.
'	3vt
,1	,	s
Thời gian đê đi A đoạn đường tiếp theo là : . t2 =	.
3	3v2
>1	s
Thời gian để đi A đoạn đường cuối cùng là : t3 = ——.
3	'	3v3
- Thời gian tổng cộng để đi cả quãng đường AB là :
t — ti + tọ +13 = _2ì—I—L
3Vj 3v2 Sv^ 3
<111 —- + — + —
yvl v2 v
37
Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB là :
3vjV2v3
111
— + — + —
Thay số vào ta được : V =
’	v37
3.14.16.8
VjV2 + V2V3 + v,v3
14.16+ 16.8+ 14.8
= 11,59 km/h.
3c. a) Vận tốc của vật sau 5 giây là : V - 2.5 - 10 m/s.
b) Thời gian chuyển động động của vật cho tới khi đạt vận tốc 56 m/s là
V 56
t = A - A7 - -28 s. 2 2
Bài 4
4a. B. Hình b biểu diễn lực F có phương hợp với phương ngang một góc 30°, chiều từ trái sang phải, hướng từ dưới lên, tác dụng vào vật.
4b.	- Lực Fị tác dụng lên vật A có : phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên, độ
lớn Fj = 12 N.
Lực F2 tác dụng lên vật B có : phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải, độ lớn F2 - 18 N.
Lực F3 từ dưới lên, độ lớn F3 = 12 N.
•
Bài 5
5a, Cuốn sách chịu tác dụng của trọng lực P hướng thẳng đứng xuống dưới có độ lớn :
p= 10.m = 10.0,025 - 0,25 N
Do có trọng lượng, nên cuốn sách tác dụng một áp lực F xuống mặt bàn, áp lực này có độ lớn F = p. Mặt bàn xuất hiện lực đàn hồi chống lại sự biến dạng của mặt bàn (gọi là phản lực N ).
Độ lớn của lực đàn hồi bằng đúng độ lớn của áp lực và trọng lực.
5b.
Trọng lực P và phản lực N là cặp lực cân bằng nhau vì chúng cùng tác dụng vào vật (là cuốn sách), cùng phương (thẳng đứng), ngược chiều và có cùng độ lớn.
Vì vật chuyển động thẳng đều nên các lực Fj và F2 là hai lực cân bằng. Do đó chúng có độ lớn bằng nhau Fị = F2 = 12 N.
Khi lực Fj mất đi, dưới tác dụng của lực F2 vật sẽ thay đổi vận tốc. Có thể xảy ra hai trường hợp sau :
- Nếu lực F2 cùng hướng với chuyển động ban đầu thì vận tốc của vật sẽ tăng dần.
- Nếu lực F2 ngược hướng với chuyển động ban đầu thì vận tốc của vật sẽ giảm dần.
5c. Động tác quay tạ của vận động viên làm cho quả tạ chuyển động nhanh với vận tốc lớn, khi thả dây xích do có quán tính lớn mà quả tạ có thể văng ra rất xa.
Bài 6
Rnsn
F
' Xxxxx/
Hình 6.1 G
6a. a) Khi kéo thùng bằng lực kéo F, giữa thùng và mặt sàn xuất hiện lực ma sát nghỉ. Chính lực ma sát nghỉ đã cân bằng với kéo F làm cho thùng vẫn đứng yên.
b) Lực ma sát nghỉ được biểu diễn trên hình 6.1G. Độ lớn của lực ma sát nghỉ đúng bằng lực kéo :
F_„_ = F = 25 N.
1 msn 1
6b. a) Khi hộp gỗ vẫn đứng yên, giữa mặt bàn và hộp gỗ xuất hiện lực ma sát nghỉ cân bằng với lực kéo. Lực ma sát nghỉ tác dụng lên hộp gỗ ở mặt tiếp xúc, ngược chiều với lực kéo và có độ lớn bằng đúng số chỉ của lực kê'Fmsn = 4N.
b) Khi hộp gỗ chuyển động thẳng đều, giữa mật bàn và hộp gỗ xuất hiện lực ma sát trượt cân bằng với lựcỵ kéo. Lực ma sát trượt tác dụng lên hộp gỗ ở mặt tiếp xúc, ngược chiều với lực kéo và có độ lớn bằng đúng sô' chỉ của lực kê' Fmst = 10 N.
Bài 7
F
7a. a) Từ công thức p = -7- ta suy ra áp lực F = p.s = 520.0,4 = 208 N. s
Mặt khác khi mặt bàn nằm ngang, áp lực bằng đúng trọng lượng của hộp.
Do đó ta có : F = p =10 m.
Suy ra khối lượng của hộp gỗ là :
m = -L =	= 2,08 kg.
10 10
b) Khi nghiêng mặt bàn đi một chút so với phương ngang, diện tích mặt tiếp xúc không đổi nhưng áp lực do hộp gỗ tác dụng xuống mặt bàn giảm đi, do đó áp suất giảm theo.
7b. Diện tích tiếp xúc tổng cộng của các bánh xe lên mặt đường là : s = 6.7,5 = 45 cm2 = 0,0045 m2
Áp lực do xe tác dụng xuống mặt đường bằng trọng lượng của xe : F = p = lO.m = 10/8 000 = 80 000 N
Áp suất tác dụng lên mặt đường là :
F _ 80000 s - 0,0045
« 17,8.105 N/m2
7c. Diện tích đáy của bức tường là :
s = 10.0,22 = 2,2 m3
Áp lực tối đa đất chịu được là :
F = p.s = 100 000.2,2 = 220 000 N
Từ đó ta tính được thể tích tối đa của tường là :
w F 220000	3
V = - =	"	= 17,6 nr
d 12500 Vậy chiều cao tối đa của tường là :
h = x = lù = 8m.
s 22,2
Bài 8
8a. Áp suất tác dụng lên mặt ngoài của thân tàu ở độ sâu hị = 200 m là :
p, = h,.d = 200.10 300 = 2 060 000 N/m2
Độ tăng áp suất tác dụng lên mặt ngoài của thân tàu khi cho tàu lặn sâu thêm 20 m nữa là :
Ap = Ah.d = 20.10 300 = 206 000 N/m2 Áp suất tác dụng lên mặt ngoài của thân tàu ở độ sâu h2 = 220 m là :
p2 = h2.d = 220.10 300 = 2 266 000 N/m2
8b. Gọi Ah là độ chênh lệch mực thuỷ ngân ở hai nhánh A và B (Hình 8.1G).
Tại điểm M ở mức ngang với mặt thuỷ ngân bên nhánh A có áp suất là :
Pl =h,.dn = h2.dd + Ah.dtn
Ah =
h2-dd
Suy ra độ chênh lệch mực thuỷ ngân ở hai nhánh A, Blà:
í0,019m.
0,3.10000 - 0,05.8000
136000
8c. Vì lực tác dụng lên pit-tông nhỏ cân bằng với lực tác dụng lên pit-tông lớn nên ta có thể áp dụng công thức về máy dùng chất lỏng cho trường hợp này.
Ta có : 4- = - => f = |f = ^.2400= 800 N. f s s 60
Bài 9
9a. Gọi Pj và p2 lần lượt là áp suất ở chân và đỉnh toà nhà. Do đó độ chênh lệch áp suất ở chân và đỉnh toà nhà là :
P2 - Pi = 750 - 732 = 18 mmHg
Áp suất ứng với độ cao của cột thuỷ ngân này là :
Ap = d.Ah = 0,018.136 000 = 2 448 N/m2
Độ cao của cột không khí tương ứng (từ chân đến đỉnh toà nhà) là :
•h= y- =	« 188,3m.
dkk 13
9b. Khi hộp sắt nổi, lực ép lên đáy bình là :
Fi = dn.s.ho.
Khi hộp sắt chìm trong nước thì lực ép là :
F2 = dn.s.h + Fhộp
Trọng lượng của nước và hộp sắt không thay đổi khi. chìm hoặc khi nổi, do đó :
Fj = F2 dn.s.ho = dn.s.h + Fhộp.
Vì Fhôp > 0, nên ta suy ra h0 > h, có nghĩa là mực nước trong bình giảm xuống.
9c. Xét điểm N ở miệng ống hình trụ (Hình 9.1G).
Áp suất tại điểm N :
Áp suất do khí quyển và nước gây ra (hướng lên trên):
pN = p0 + dn.h0	(1)	Hình 9.1 G
Áp suất do dầu trong ống gây ra (hướng xuống dưới):
PN = PM + dd-h	(2)
Từ (1) và (2) ta suy ra :	Po + dn.h0 = PM + dd.h
Áp suất tại điểm M :	Pm = Po + dn.h0 - dd.h
Thay số ta được :
pM = 100 000 + 10.1000.2,4 - 10.800.0,6 = 119 200 N/m2.
Bàl 10
10a. a) Ta biết, thể tích của nước dâng lên trong bình bằng đúng thể tích của vật chiếm chỗ trong nước :
v= 150 cm3 = 0,00015 m3.
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật:
F = dn.v = 10 000. 0,00015 = 1,5 N b) Số chỉ của lực kế đúng bằng trọng lượng của vật: p = 11,7 N.
11.7	 ,
’	= 78000 N/m2.
Do đó trọng lượng riêng của vật là : p
V 0,00015 Vậy khối khối lượng riêng của vật là :
D = 2- = 22222 = 7800 kg/m3. 10 10
10b. a) - Khi treo vật trong không khí, các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực p hướng xuống dưới và lực đàn hồi F của lò xo lực kế hướng lên trên.
Vật cân bằng nên :	p = Fo	(1)
- Khi treo vật trong nước, các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống, lực đẩy Ác-si-mét FA hướng lên và lực đàn hồi của lò xo lực kế F hướng lên.
Vật cân bằng nên :	p = F + FA => F = p - FA	(2)
Từ (1) và (2) ta thấy độ chênh lệch về số chỉ của lực kế bằng đúng lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.
b) Khi hệ thống đật trong không khí ta có :
P = F0 = 14,8 N
Suy ra khối lượng của vật là :
p _ 14’8 -1 m = -7- = —7— = 1,48 kg.
10 10
Khi nhúng vật trong nước ta có :
'	Fa = P- F = 14,8-9,3 = 5,5 N.
Mặt khác lực đẩy Ác-si-mét được tính bằng công thức :
FA = d.V = 10D.V
Từ đó ta tính được thể tích của vật:
= 0,00055m3.
10.1000
V = Fạ _
10D
14,8	-■ 2700 kg/m3.
0.00055
Khối lượng riêng của vật là :
10c. Từ công thức tính khối lượng riêng D= -ụ-, ta thấy để xác định khối lượng
riêng của vật ta cần biết khối lượng m và thể tích V của nó.
Dùng lực kế ta sẽ xác định được trọng lượng Pj của vật trong không khí và P2 trong nước. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật trong nước bằng hiệu hai trọng lượng này : FA = Pj - P2.
Mặt khác : Fa = v.dn =' V. 10dn => V =-Jè~ = Pl Pz .
10Dn 10Dn
(với dn là trọng lượng riêng của nước, Dn là khối lượng riêng của nước). Khối lượng riêng của vật:
Dv = — = Pl = Pl = Pl p v V 10V 1O(Pị- p2) Pl-P2 n
10Dn
VậyDv=-Pỉ—Dn.
Pi- p2
Bài 12
12a. Gọi Dv là khối lượng riêng của chất làm vật. Do đó trọng lượng của vật được tính : p= lODy.V.
- ,	.	_	V
Lực đấy Ac^si-mét tác dụng lên vât là : 10Dn.y.
,	 	 V
Khi vật nổi ta có : p = F hay 10Dv.V = 10Dn. y. Từ đó ta suy ra khối lượng riêng của vật là :
D _ 1OOO _	3
Dv - — = —Ị— = 333,3 kg/m
12b. Trọng lượng của quả cầu : p = lO.m.
Phần thể tích của quả cầu chiếm chỗ trong nước là : V = s.2h.
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật là :	FA = v.d = s.2h.d.
Trong đó h là độ cao mực nước dâng lên trong mỗi ống, d là trọng lượng riêng của nước. Vì vật nổi nên : p = FA ; với d = 10.D.
Từ đó ta có : lO.m = S.2h.lO.D => s =	.
2h.D
I '	,	. ,	1	.	„ m 40	,,	2
Thay số ta tính được tiết diện của ống : s = ■ _ = ——« 66,67 cm .
2h.D 2.0,3.1
12c. Gọi v2 và v3 lần lượt là thể tích của phần quả cầu ngập trong dầu và trong nước. Ta có:	Vj=v2 + v3	(1)
Vì quả cầu nằm cân bằng trong dầu và trong nước nên trọng lượng của quả cầu cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét của nước và dầu tác dụng lên quả cầu :
v1.dc = v2.dd + v3.dn	(2)
Từ (1) và (2) ta có : Vp dc = V,. dd + v3(dn - dd).
c	 w _ (d - dd)V, _ (8200 - 7000).100 _ ,n 3
3 dn - dd	10000 - 7000 '
Bài 13
13a. Lực đã thực hiện công làm vật rơi là trọng lực.
Công của trọng lực là : A = p.s = lO.m.s = 10.5.3 = 150 J.
13b. Vì ôtô chuyểri động đều nên lực kéo F bằng lực cản Fc :
F = 90 N.
Vậy công của lực kéo của động cơ là :
A = F.S = 90.7 000 = 63 000 J.
13c. Muốn kéo thang máy lên thì lực căng F tối thiểu của thang máy phải bằng trọng lượng của thang máy :
Fmin = p = lO.m = 10.600 = 6 000 N.
Cồng nhỏ nhất để thực hiện việc đó là :
Amin = Fmin.s = 6 000.150 = 900 000 J = 900 kJ
Bài 14
14a. a) Công nâng vật lên : Aj = p.h = lO.m.h = 10.20.1,8 = 360 J.
Công kéo vật lên theo mặt phảng nghiêng : A2 = F.S = 32.12 = 384 J.
, Công tổng cộng : A = Aj + A2 = 360 + 384 = 744 J.
b) Công có ích là : Aci = Aj = 360 J ; công toàn phần là : Atp = A2 = 384 J.
Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là : H = ^-.100% =	« 49%.
Atp	744
14b. Dùng ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực. Do vậy ta có thể dùng hệ ròng rọc động (Hình 14.1G) để kéo vật.
Hình 14.1 G
Gọi F] và S] là lực kéo và quãng đường đi của vật khi ta kéo vật trực tiếp.
Ta có :	Fj = p
Công Aị = Fj.Sj = P.S).
p
A2 = F2.s2= y.2sj
Gọi F2 và s2 là lực ta tác dụng vào đầu dây để kéo vật và quãng đường đi của vật khi kéo vật thông qua hệ thống ròng rọc.
Công
Vậy Aj = A2.
14c. Để nâng xô vữa thì người thợ xây phải dùng một lực là 140 N. Để đưa vật lên mà chỉ bằng lực 70 N thì ta phải dùng một ròng rọc động. Khi dùng một ròng rọc động, nếu ta bị thiệt hai lần về đường đi thì sẽ được lợi hai lần về lực. Tức là chiều dài đoạn dây phải kéo là 8 m.
Bài 15
15a. a) Áp dụng công thức :	=— .
Ta suy ra:	A = ẩ® .t = 600.36 = 21 600 J.
b) Công có ích : Aci = p.s = lO.m.s = 10.90.10 = 9 000 J.
Hiệu suất của máy là :
A .	A	9000
H = —^-.100% = ^si.100% = ^3- « 41,66%.
Atp	A	21600
15b. Coi khối lượng của 1 ỉ nước là 1 kg.
Vậy khối lượng của 60 l nước là : m = 60 kg.
Công thực hiện để đưa 60 I nước lên cao 7 m là :
A = 10.m.h= 10.60.7 = 4 200 J
Công toàn phần : AIp .t = 9 500. 1 = 9 500 ì Hiệu suất của máy bơm :
4^.100% = —.100% = 444 = 44,21%.
Atp	Atp	9500
Bài 16
lóa. Khi vật ở độ cao h (lúc chưa rơi), quả bóng chỉ có thế năng hấp dẫn. Trong quá trình rơi, độ cao giảm dần do đó thế năng hấp dẫn cũng giảm dần. Mặt khác, vận tốc của bóng mỗi lúc một tăng do đó động năng của bóng tăng dần.
16b. Hành khách ngồi trên xe chuyển động cùng với xe nên có động năng, đồng thời ở độ cao h so với mặt đất nên có thế năng hấp dẫn.
Bài 17
17a. Nhà máy thuỷ điện đã sử dụng năng lượng của nước, năng lượng này dưới dạng thê' năng hấp dẫn của nước ở trên cao. Khi nước đập vào tua bin làm cho tua bin quay : thế năng hấp dẫn của nước đã chuyển hoá thành động nãng của tua bin.
17b. Khi ném quả bóng lên cao, bóng chuyển động theo hai giai đoạn :
Giai đoạn 1 : Bóng đi lên chậm dần cho đến khi vận tốc bằng 0.
Trong giai đoạn này động năng giảm dần (vì vận tốc giảm dần), thế năng hấp dẫn tăng dần vì độ cao của bóng tăng dần. Đến khi vận tốc của bóng bằng 0, động năng giảm đến giá trị 0 còn thế năng đạt giá trị lớn nhất (vì khi đó quả bóng ở cao nhất).
Giai đoạn 2 : Bóng đi xuống nhanh dần cho đến khi chạm đất.
Trong giai đoạn này động năng tăng dần (vì vận tốc tăng dần), thế năng hấp dẫn giảm dần vì độ cao của bóng giảm dần. Đến khi chạm đất vận tốc của bóng bằng là lớn nhất, động năng tăng đến giá trị lớn nhất còn thế năng giảm đến giá trị nhỏ nhất (nếu chọn mặt đất là gốc để tính thế năng thì thế năng tại mặt đất bằng không).
CHƯƠNG II
Bàl 19
*
19a. a) Khối lượng hỗn hợp (rượu + nước) là : m = mj + m2 là đúng vì lượng chất (rượu và nước) trước khi trộn và sau khi trộn là không thay đổi.
♦
b) Thể tích hỗn hợp (rượu + nước) là : V = V! + v2 là sai vì khi trộn rượu vào nước, các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên rượu và nước hoà trộn vào nhau, chúng xen vào giữa khoảng cách giữa các hạt làm cho thể tích chung của hỗn hợp nhỏ hơn tổng thể tích của các chất ban đầu.
19b, Nói các phân tử nước ở trạng thái lạnh nhỏ hơn ở trạng thái nóng nên lọt qua các phân tử thuỷ tinh đế ra ngoài là không đúng. Các giọt nước bám bên ngoài cốc ta phải giải thích bằng sự ngưng tụ.
Bầỉ 20
20a. Các phân tử khí cũng như các phân tử khác luôn luồn chuyển động hỗn loạn với vân tốc hàng trăm m/s. Vì các phân tử khí ở rất xa nhau nên lực hút giữa chúng yếu, các phân tử khí ít va chạm với nhau hơn so với phân tử chất lỏng và chất rắn. Do đó, các phân tử khí chuyển động tự do xa hơn, nghĩa là chất khí chiếm hết bình chứa.
20b. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử xà phòng có vận tốc càng cao, nên khi va chạm với các phân tử của chất bẩn sẽ dễ dàng đẩy các phân tử này ra khỏi quần áo hơn. Ngoài ra nhiệt độ cao cũng khiến các phản ứng hoá học xảy ra nhanh hơn.
20c. Trời càng nắng to, nhiệt độ càng cao các phân tử chất lỏng chuyển động càng nhanh hơn nên dễ dàng thoát ra khỏi quần áo làm quần áo mau khô hơn.
Bài 21
21a. Nhiệt năng của thỏi sắt giảm còn nhiệt năng của thỏi sắt trong cốc tăng. Nguyên nhân của sự thay đổi nhiệt năng là do sự truyền nhiệt.
21b. Khi đóng đinh, búa đập nhiều lần vào đầu đinh tức là đã thực hiện công làm nhiệt năng của đinh tăng lên. Kết quả là chiếc đinh bị nóng dần (nhiệt độ của đinh tăng).
21c. a) Cốc nước nóng có nhiệt năng lớn hơn. Vì cốc nước nóng có nhiệt độ lớn hơn so với cốc nước lạnh, các phân tử nước trong cốc nước nóng chuyển động nhanh hơn nên động năng của các phân tử trong cốc nước này lớn hơn. Chính vì lí do này mà nhiệt năng của cốc nước nóng lớn hơn so với nhiệt năng của cốc nước lạnh.
b) Khi trộn chung hai cốc nước, nhiệt năng của cốc nước nóng hơn sẽ giảm đi và trong cốc nước lạnh hơn sẽ tăng lên.
Bài 22
22a. Mặc nhiều áo mỏng ta có cảm giác ấm hơn so với mặc một áo dày. Vì nếu mặc nhiều áo mỏng, không khí giữa các lớp áo dẫn nhiệt rất kém nên nhiệt lượng khó truyền từ cơ thể ra môi trường ngoài hơn.
22b. Dẫn nhiệt là sự truyền động năng của phân tử, nguyên tử khi chúng va chạm nhau. Do khoảng cách giữa các phân tử của chất khí lớn hơn rất nhiều so với khoảng cách giữa các phân tử của chất lỏng và chất rắn nên khả nãng xảy ra va chạm ít hơn, khả năng truyền động năng giữa các phân tử khí ít hơn. Do đó chất khí dẫn nhiệt kém.
Bài 23
23a. Việc xây dựng những ống khói rất cao trong các nhà máy có hai tác dụng cơ bản sau : Thứ nhất, ống khói cao có tác dụng tạo ra sự đối lưu tốt, làm khói thoát ra được nhanh chóng. Thứ hai, ống khói cao có tác dụng làm cho khói thải ra bay lên cao, chống ô nhiễm môi trường.
23b. Để nhận biết được bình chứa khí ta có thể làm như sau : Lấy nến gắn vào bình. Dùng một loại bếp để đun nóng hai bình, cây nến ở bình nào rơi trước thì bình đó chứa khí. Ở bình chứa khí, nhiệt năng truyền từ bếp bằng dẫn nhiệt ở bình thuỷ tinh và đối lưu ở khí trong bình nên truyền nhiệt nhanh hơn bình kia.
Bầi 24
24a. - Nhiệt lượng do ấm nhôm thu vào là :
Q, = mj.Ci.Ct2 - tj) = 0,4.880.(100 - 20) = 28 160 J
Nhiệt lượng do 1 lít (1 kg) nước trong ấm thu vào là :
Q2 = m2.c2.(t2 - tj) = 1.4 200.(100 - 20) = 336 000 J Vậy nhiệt lượng tối thiểu cần cung cấp cho nước sôi là :
Q = Qj + Q2 = 28 160 + 336 000 = 364 160 J
24b. Gọi khối lượng của chì trong hợp kim là mc, khối lượng của đồng là :
mđ = (0,l -mc).
Nhiệt độ tăng thêm của hợp kim là : 300°C - 100°C = 200°C.
Theo đề bài:	Q = 6 100 = {130.mc + 380.(0,1 - mc).200}.
Từ đó ta tính được :	mc = 0,03 kg, suy ra mđ = 0,07 kg.
Bài 25
25a. Gọi t là nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp.
Nhiệt lượng do 300 g nước sôi toả ra là : Q! = mj.c/tj - t).
Nhiệt lượng do 500 g nước sôi toả ra là : Q2 = m2.c.(t - t2).
Vì nhiệt lượng toả ra bằng nhiệt lượng thu vào nên : Qj = Q2.
Do đó ta có :	mpC-Oj - t) = m2.c.(t - t2) => t =—1	■■ ——.
m, + m2
,	 x 0,3.100 + 0,5.20
Thay sô ta được : t =	—7— 7- _	= 50 c.
0,3+ 0,5
25b. Để tạo ra một lượng nước có nhiệt độ 55°c ta có thể làm như sau :
Đổ tất cả nước ở 100°C và 60°C vào bình rỗng ta được nước ở 80°C. Đổ tất cả nước ở 30°C vào bình to ta sẽ được nước ở 55°c.
Ta cũng có thể dùng phương trình cân bằng nhiệt để có kết quả trên.
Bài 26
26a. a) Nhiệt lượng cần cung cấp cho thỏi thép là :
Q = m.c.At = 5.460.(200 - 20) = 460 000 J
b) Từ công thức Q = m' .q, ta suy ra lượng nhiên liệu cần cung cấp là :
26b. Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 85 l (85 kg) nước từ 20°C sôi là :
Qị = m.c.At = 85.4 200.(100 - 20) = 28 560 000 J
Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 6 kg củi khô là :
Q2 = m' .q = 107.6 = 60 000 000 J
Nhiệt lượng có ích của bếp là :
Qci = h.Q2 = 20%.60 000 000 = 12 000 000 J
Như vậy Qci < Qj nên ta không thể dùng 6 kg củi khô để đun sôi 85 / nước được.
Bài 27
27a. Khi cưa thép, cơ năng đã chuyển hoá thành nhiệt năng làm cho lưỡi cua và miếng thép nóng lên. Dòng nước chảy vào chỗ cưa để làm nguội lưỡi cưa và miếng thép, Khi đó nhiệt lượng truyền từ lưỡi cưa và miếng thép sang nước.
27b. a) Khi vật rơi từ đỉnh tháp tới mặt đất cơ năng giảm :
AQ = 300 - 270 = 30 J
Cơ năng giảm là do quả cầu sinh công để thắng sức cản của không khí, công này biến thành nhiệt năng của quả cầu và không khí.
Vậy độ tăng nhiệt nâng của quả cầu và không khí là : 30 J. b) Độ tăng nhiệt năng của quả cầu là :
Mặt khác nhiệt Pãng làm tâng nhiệt độ của quả cầu được tính bằng công thức : Q = m.c.At.
Từ đó ta suy ra : At =	= -	= 0,043°C.
m.c 1,5.460
Bài 28
28a. Công động cơ ôtô thực hiện là :
A = F.S = 700. 100 000 = 70 000 000 J
Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 5 / (0,005 m3) xăng là :
Q = q.m = 4,6.107.0,005.700 = 161 000 000 J
Hiệu suất của động cơ ôtô là :
H = Ặ:ioo% = 7^7^7^-100% «43,5%
Q	161000000
28b. Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 4 / (0,004 m3) xăng là :
Q = q.m = q.D.V = 4,6.107.0,004.700= 128 800 000 J
Công động cơ xe máy thực hiện là :
A = Q.H = 128 800 000.0,3 = 38 640 000 J
= 24 150 s.
A 	A _ 38640000
Từ công thức ít’ = —, ta suy ra : t = — = —-—
5	t	VP 1600
Vậy quãng đường mà xe đi được là :
s = v.t = 10.24150 = 241 500 = 241,5 km