Phải trộn bao nhiêu nước ở nhiệt độ 800C vào nước ở 200C để được 90kg nước ở 600C

CHUYÊN ĐỀ I: NHIỆT HỌCI - CƠ SỞ LÝ THUYẾT:1/ Nguyên lý truyền nhiệt:Nếu chỉ có hai vật trao đổi nhiệt thì:- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ caohơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.- Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệtđộ của hai vật bằng nhau thì dừng lại.-Nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệtlượng của vật khi thu vào.2/ Công thức nhiệt lượng:- Nhiệt lượng của một vật thu vào để nónglên: Q = mc∆t (với ∆t = t 2 - t1. Nhiệt độ cuối trừnhiệt độ đầu)- Nhiệt lượng của một vật tỏa ra để lạnhđi: Q = mc∆t (với ∆t = t1 - t2. Nhiệt độ đầu trừnhiệt độ cuối)- Nhiệt lượng tỏa ra và thu của các chấtkhi chuyển thể:+ Sự nóng chảy - Đông đặc: Q = mλ(λ là nhiệt nóng chảy)+ Sự hóa hơi - Ngưng tụ: Q = mL (Llà nhiệt hóa hơi)- Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu bị đốtcháy:Q = mq (q năng suất tỏa nhiệtcủa nhiên liệu)- Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi códòng điện chạy qua:Q = I2Rt3/ Phương trình cân bằng nhiệt:Qtỏa ra = Qthu vào4/ Hiệu suất của động cơ nhiệt:Qích100%H=Qtp5/ Một số biểu thức liên quan:m- Khối lượng riêng: D =VP- Trọng lượng riêng: d =V- Biểu thức liên hệ giữa khối lượng vàtrọng lượng: P = 10m- Biểu thức liên hệ giữa khối lượng riêngvà trọng lượng riêng: d = 10DII - BÀI TẬP VẬN DỤNGBài 1: Người ta thả một thỏi đồng 0,4kg ở nhiệt độ 800C vào 0,25kg nước ở nhiệt độ 180C. Hãy xácđịnh nhiệt độ khi cân bằng nhiệt. Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.k của nước là4200J/Kg.K.Hướng dẫn giải:- Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra để nguội đi từ 800C xuống t0C:Q1 = m1.C1.(t1 - t) = 0,4. 380. (80 - t) (J)- Nhiệt lượng nước thu vào để nóng lên từ 180C đến t0C:Q2 = m2.C2.(t - t2) = 0,25. 4200. (t - 18) (J)Theo phương trình cân bằng nhiệt:Q1 = Q2⇔ 0,4. 380. (80 - t) = 0,25. 4200. (t - 18)⇔ t ≈ 260CVậy nhiệt độ xảy ra cân bằng là 260C.Bài 2: Trộn lẫn rượu và nước người ta thu được hỗn hợp nặng 140g ở nhiệt độ 36 0C. Tính khốilượng của nước và khối lượng của rượu đã trộn. Biết rằng ban đầu rượu có nhiệt độ 19 0C và nước cónhiệt độ 1000C, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K, của rượu là 2500J/Kg.k.Hướng dẫn giải:- Theo bài ra ta biết tổng khối lượng của nước và rượu là 140m1 + m2 = m ⇔ m1 = m - m2 (1)- Nhiệt lượng do nước tỏa ra: Q1 = m1. C1 (t1 - t)- Nhiệt lượng rượu thu vào: Q2 = m2. C2 (t - t2)- Theo PTCB nhiệt: Q1 = Q2m1. C1 (t1 - t) = m2. C2 (t - t2)⇔ m14200(100 - 36) = m22500 (36 - 19)⇔ 268800 m1 = 42500 m21m2 =268800m1(2)42500- Thay (1) vào (2) ta được:268800 (m - m2) = 42500 m2⇔ 37632 - 268800 m2 = 42500 m2⇔ 311300 m2 = 37632⇔ m2 = 0,12 (Kg)- Thay m2 vào pt (1) ta được:(1) ⇔ m1 = 0,14 - 0,12 = 0,02 (Kg)Vậy ta phải pha trộn là 0,02Kg nước vào 0,12Kg. rượu để thu được hỗn hợp nặng 0,14Kg ở 36 0C.Bài 3: Người ta đổ m1(Kg) nước ở nhiệt độ 600C vào m2(Kg) nước đá ở nhiệt độ -5 0C. Khi có cânbằng nhiệt lượng nước thu được là 50Kg và có nhiệt độ là 25 0C . Tính khối lượng của nước đá và nướcban đầu. Cho nhiệt dung riêng của nước đá là 2100J/Kg.k. (Giải tương tự bài số 2)Bài 4: Người ta dẫn 0,2 Kg hơi nước ở nhiệt độ 100 0C vào một bình chứa 1,5 Kg nước đang ởnhiệt độ 150C. Tính nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp và tổng khối lượng khi xảy ra cân bằng nhiệt.Hướng dẫn giải:Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,2 Kg hơi nước ở 1000C ngưng tụ thành nước ở 1000CQ1 = m1. L = 0,2 . 2,3.106 = 460000 (J)Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,2Kg nước ở 1000C thành nước ở t0CQ2 = m1.C. (t1 - t) = 0,2. 4200 (100 - t)Nhiệt lượng thu vào khi 1,5Kg nước ở 150C thành nước ở t0CQ3 = m2.C. (t - t2) = 1,5. 4200 (t - 15)Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:Q1 + Q2 = Q3⇔ 460000 + 0,2. 4200 (100 - t) = 1,5. 4200 (t - 15)⇔ 6780t = 638500⇔ t ≈ 940CTổng khối lượng khi xảy ra cân bằng nhiệt.m = m1 + m2 = 0,2 + 1,5 = 1,7(Kg)Bài 5: Có ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và được trộn lẫn vào nhau trong một nhiệtlượng kế. chúng có khối lượng lần lượt là m 1=1kg, m2= 10kg, m3=5kg, có nhiệt dung riêng lần lượt là C 1= 2000J/Kg.K, C2 = 4000J/Kg.K, C3 = 2000J/Kg.K và có nhiệt độ là t1 = 60C, t2 = -400C, t3 = 600C.a/ Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp khi xãy ra cân bằng.b/ Tính nhiệt lượng cần thiết để hỗn hợp được nóng lên thêm 6 0C. Biết rằng khi trao đổi nhiệtkhông có chất nào bị hóa hơi hay đông đặc.Hướng dẫn giải:a/ Giả sử rằng, thoạt đầu ta trộn hai chất có nhiệt độ thấp hơn với nhau ta thu được một hỗn hợp ởnhiệt độ t < t3 ta có pt cân bằng nhiệt:m1C1(t1 - t) = m2C2(t - t2)m C t + m2 C 2 t 2t= 1 11(1)m1C1 + m2 C 2Sau đó ta đem hỗn hgợp trên trôn với chất thứ 3 ta thu được hỗn hợp 3 chất ở nhiệt độ t' (t < t' < t 3)ta có phương trình cân bằng nhiệt:(m1C1 + m2C2)(t' - t) = m3C3(t3 - t')(2)Từ (1) và (2) ta có:m C t + m 2 C 2 t 2 + m3 C 3 t 3t' = 1 1 1m1C1 + m2 C 2 + m3 C 30Thay số vào ta tính được t' ≈ -19 Cb/ Nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của hỗn hợp lên 60C:Q = (m1C1 + m2C2 + m3C3) (t4 - t') = 1300000(J)2Bài 6: Một thỏi nước đá có khối lượng 200g ở -100C.a/ Tính nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở 1000C.b/ Nếu bỏ thỏi nước đá trên vào một xô nước bằng nhôm ở 20 0C. Sau khi cân bằng nhiệt ta thấytrong xô còn lại một cục nước đá coa khối lượng 50g. tính lượng nước đã có trong xô lúc đầu. Biết xô cókhối lượng 100g.Hướng dẫn giải:a/ Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -100C đến 00CQ1 = m1C1(t2 - t1) = 3600(J)Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00CQ2 = m1.λ = 68000 (J)Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 00C đến 1000CQ3 = m3C2(t3 - t2) = 84000(J)Nhiệt lượng nước thu vào để hóa hơi hoàn toàn ở 1000CQ4 = m1.L = 460000(J)Nhiệt lượng cần cung cấp trong suốt quá trình:Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 615600(J)b/ Gọi m' là lượng nước đá đã tan: m' = 200 - 50 = 150g = 0,15KgDo nước đá tan không hết nên nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 00C.Nhiệt lượng mà m' (Kg) nước đá thu vào để nóng chảy:Q' = m'λ = 51000 (J)Nhiệt lượng do m'' Kg nước và xô nhôm tỏa ra để giảm xuống từ 200C đến 00CQ" = (m"C2 + mnhCnh)(20 - 0)Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:Q" = Q' + Q1 hay:(m"C2 + mnhCnh)(20 - 0) = 51000 + 3600⇔ m" = 0,629 (Kg)Bài 7: Khi thực hành trong phòng thí nghiệm, một học sinh cho một luồng hơi nước ở 100 0Cngưng tụ trong một nhiệt lượng kếchứa 0,35kg nước ở 100C. Kết quả là nhiệt độ của nước tăng lên 420Cvà khối lượng nước trong nhhiệt kế tăng thêm 0,020kg. Hãy tính nhiệt hóa hơi của nước trong thí nghiệmnày?Hướng dẫn giải:Nhiệt lượng mà 0,35kg nước thu vào:Q Thu vào = m.C.(t2 - t1) ≈ 46900(J)Nhiệt lượng mà 0,020Kg hơi nước ở 1000C ngưng tụ thành nướcQ1 = m.L = 0,020LNhiệt lượng mà 0,020Kg nước ở 1000C tỏa ra khi hạ xuống còn 420CQ 2 = m'.C.(t3 - t2) ≈ 4860(J)Theo phương trình cân bằng nhiệt:Q Thu vào = Q1 + Q 2 hay:46900 = 0,020L + 4860⇔ L = 21.105 (J/Kg)Bài 8: Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 2Kg nước ở 20 0C, bình thứ hai chứa 4Kg nước ở060 C. Người ta rót một ca nước từ bình 1 vào bình 2. Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt thì người ta lại rót mộtca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước trong hai bình như lúc đầu. Nhiệt độ ở bình 1 sau khi cânbằng là 21,950C.a/ Xác định lượng nước đã rót ở mỗi lần và nhiệt độ cân bằng ở bình 2.b/ Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình.Hướng dẫn giải:a/ Giả sử khi rót lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t nên ta cóphương trình cân bằng:m.(t - t1) = m2.(t2 - t)(1)3Tương tự lần rót tiếp theo nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t' = 21,950C và lượng nước trong bình 1 lúcnày chỉ còn (m1 - m) nên ta có phương trình cân bằng:m.(t - t') = (m1 - m).(t' - t1)(2)Từ (1) và (2) ta có pt sau:m2.(t2 - t) = m1.(t' - t1)m t ( t '−t1 )⇒t = 2 2(3)m2Thay (3) vào (2) tính toán ta rút phương trình sau:m1 .m2 ( t '−t1 )m=(4)m2 ( t 2 − t1 ) − m1 ( t '−t1 )Thay số vào (3) và (4) ta tìm được: t = 590C và m = 0,1 Kg.b/ Lúc này nhiệt độ của bình 1 và bình 2 lần lượt là 21,95 0C và 590C bây giờ ta thực hiện rót 0,1Kgnước từ bình 1 sang bình 2 thì ta có thể viết được phương trình sau:m.(T2 - t') = m2.(t - T2)m t '+ m2 t⇒ T2 = 1= 58,12 0 Cm + m2Bây giờ ta tiếp tục rơt từ bình 2 sang bình 1 ta cũng dễ dàng viết được phương trình sau:m.(T1 - T2) = (m1 - m).(t - T1)mT2 + (m1 − m)t '⇒ T1 == 23,76 0 Cm1Bài 9: Bếp điện có ghi 220V-800W được nối với hiệu điện thế 220V được dùng để đun sôi 2lítnước ở 200C. Biết hiệu suất của bếp H = 80% và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.a/ Tính thời gian đun sôi nước và điện năng tiêu thụ của bếp ra Kwh.b/ Biết cuộn dây có đường kính d = 0,2mm, điện trở suất ρ = 5.10 −7 Ωm được quấn trên một lõibằng sứ cách điện hình trụ tròn có đường kính D = 2cm. Tính số vòng dây của bếp điện trên.Hướng dẫn giải:a/ Gọi Q là nhiệt lượng mà nước thu vào để nóng lên từ 200C đến 1000:Q = m.C.∆tGọi Q' là nhiệt lượng do dòng điện tỏa ra trên dây đốt nóngQ' = R.I2.t = P. tTheo bài ra ta có:Q m.C.∆tm.C.∆tH==⇒t == 1050( s )Q'P.tP.HĐiện năng tiêu thụ của bếp:A = P. t = 233,33 (Wh) = 0,233 (Kwh)b/ Điện trở của dây:lπDn 4 ρDnR=ρ =ρ=Sπd 2d 2 (1)42UMặt khác: R =(2)PTừ (1) và (2) ta có:4 ρDn U 2=Pd22 2U d⇒n== 60,5(Vòng )4 ρDPBài 10: Cầu chì trong mạch điện có tiết diện S = 0,1mm 2, ở nhiệt độ 270C. Biết rằng khi đoản mạchthì cường độ dòng điện qua dây chì là I = 10A. Hỏi sau bao lâu thì dây chì đứt? Bỏ qua sụ tỏa nhiệt ramôi trường xung quanh và sự thay đổi điện trở, kích thước dây chì theo nhiệt độ. cho biết nhiệt dung4riêng, điện trỏe suất, khối lượng riêng, nhiệt nóng chảy và nhiệt độ nóng chảy của chì lần lượt là: C =120J/kg.K; ρ = 0,22.10 −6 Ωm ; D = 11300kg/m3; λ = 25000 J / kg ; tc=3270C.Hướng dẫn giải:Gọi Q là nhiệt lượng do dòng điện I tỏa ra trong thời gian t, ta có:l 2Q = R.I2.t = ρ I t ( Với l là chiều dài dây chì)SGọi Q' là nhiệt lượng do dây chì thu vào để tăng nhiệt độ từ 27 0C đến nhiệt độ nóng chảy tc =3270C và nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy, ta cóQ' = m.C.∆t + mλ = m(C.∆t + λ) = DlS(C.∆t + λ) với (m = D.V = DlS)Do không có sự mất mát nhiệt nên:l 2Q = Q' hay: ρ I t = DlS(C.∆t + λ)SDS 2( C.∆t + λ ) = 0,31( s )⇒t =ρI 2III - BÀI TẬP TỰ GIẢIBài 1: Một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 200g đựng 1,6 Kg nước ở 80 0C, người ta thả1,6Kg nước đá ở -100C vào nhiệt lượng kế.a/ Nước đá có tan hết không?b/ Nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của đồng380J/kg.K; của nước đá là 2100J/kg.K; của nước là 4190J/kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá là 336.10 3J/Kg.Bài 2: Phải trộn bao nhiêu nước ở nhiệt độ 80 0C vào nước ở 200C để được 90Kg nước ở 600C. Chobiết nhiệt dung riêng của nước là 4200/kg.K.Bài 3: Người ta bỏ một cục nước đá có khối lượng 100g vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khốilượng 125g, thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế và nước đá là -20 0C. Hỏi cần phải thêm vào nhiệt lượng kếbao nhiêu nước ở 200C để làm tan được một nửa lượng nước đá trên? Cho biết nhiệt dung riêng của đồng380J/kg.K; của nước đá là 2100J/kg.K; của nước là 4200J/kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5J/Kg.Bài 4: Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 4lít nước ở 80 0C, bình thứ hai chứa 2lít nước ở020 C. Người ta rót một ca nước từ bình 1 vào bình 2. Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt thì người ta lại rót mộtca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước trong hai bình như lúc đầu. Nhiệt độ ở bình 1 sau khi cânbằng là 740C. Xác định lượng nước đã rót ở mỗi lần.Bài 5: Có hai bình cách nhiệt, bình A chứa 4kg nước ở 20 0C, bình B chứa 8kg nước ở 400C. Ngườita rót một lượng nước có khối lượng m từ bình B sang bình A. Khi bình A đã cân bằng nhiệt thì người talại rót một lượng nước như lúc đầu từ bình A sang bình B. Nhiệt độ ở bình B sau khi cân bằng là 38 0C.Xác định lượng nước m đã rót và nhiệt độ cân bằng ở bình A.Bài 6: Bỏ 25g nước đá ở 00C vào một cái cốc chứa 0,5kg nước ở 40 0C. Hỏi nhiệt độ cuối cùng củacốc là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4190J/Kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá làλ = 3,4.10 5 J / Kg .Bài 7: Trộn lẫn ba phần nước có khối lượng lần lượt là m 1 = 50kg, m2 = 30kg, m3 = 20kg. có nhiệtđộ lần lượt là t1 = 600C, t2 = 400C, t3 = 200C; Cho rằng m1 truyền nhiệt cho m2 và m3. Bỏ qua sự mất mátnhiệt, tín nhiệt độ của hỗn hợp. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K. ( Giải tương tự bài số 5)Bài 8: Một phích nước nóng có nhiệt độ không đổi, một cái cốc và một nhiệt kế. Ban đầu cốc vànhiệt kế có nhiệt độ t = 250C. Người ta rót nước từ phích vào đầy cốc và thả nhiệt kế vào cốc, nhiệt kế chỉt1 = 600C. Đổ nước cũ đi thì nhiệt độ của cốc và nhiệt kế là t' = 55 0C, lại rót từ phích vào đầy cốc, nhiệtkế chỉ t2 = 750C. Cho rằng thời gian từ lúc rót nước vào cốc đến lúc đọc nhiệt độ là rất nhỏ. Cho nhiệtdung riêng của nước là C, của cốc và nhiệt kế là C1. hỏi nhiệt độ của nước trong phích là bao nhiêu?Bài 9: Rót nước ở nhiệt độ 20 0C vào một nhiệt lượng kế. Thả trong nước một cục nước đá có khốilượng 0,5kg và ở nhiệt độ -150C. Hãy tính nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt. Biết khối lượngcủa nước rót vào bằng khối lượng của nước đá.Bài 10: Để xác định nhiệt hóa hơi của nước người ta thực hiện thí nghiệm như sau:5Lấy 0,02kg hơi nước ở 1000C cho ngưng tụ trong ống nhiệt lượng kế chứa 0,35kg nước ở 10 0C. Nhiệt độcuối cùng đo được là 420C. Hãy dựa vào các số liệu trên tính lại nhiệt hóa hơi của nước.Bài 11: Người ta bỏ một cục sắt khối lượng m 1 = 100g có nhiệt độ t1 = 5270C vào một bình chứam2 = 1kg nước ở nhiệt độ t2 = 200C. Hỏi đã có bao nhiêu gam nước kịp hóa hơi ở nhiệt độ 100 0C, biếtrằng nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là t = 24 0C. Nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kg.K, Nhiệt hóa hơicủa sắt là L = 2,3.106 J/Kg.Bài 12: Một ôtô đi được quãng đường 100km với lực kéo trung bình là 700N. Hiệu suất của độngcơ ôtô là 38%. Tính lượng xăng ôtô tiêu thụ. Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg.Bài 13: Một ô tô chuyển động với vận tốc 36Km/h thì động cơ có công suất là 3220W. Hiệu suấtcủa động cơ ôtô là 40%. Hỏi với một lít xăng xe đi được bao nhiêu mét? Cho khối lượng riêng của xănglà 700kg/m3 và năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg.Bài 14: Một ô tô chuyển động với vận tốc 54Km/h thì động cơ có công suất là 4500W. Hiệu suấtcủa động cơ ôtô là 30%. Tính lượng xăng ôtô cần dùng để ô tô đi được 100 km. Biết năng suất tỏa nhiệtcủa xăng là 46.106 J/kg, khối lượng riêng của xăng là 700kg/m3.Bài 15: Một ấm nhôm có khối lượng 250g chứa 1,5 lít nước ở 200C.a. Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước trên.b. Người ta sử dung một bếp dầu để đun ấm, biết hiệu suất của bếp khi đun nước là 30%. Tínhlượng dầu cần dùng để đun sôi ấm nước.Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K và năng suất tỏa nhiệt củadầu là 44.106 J/kg.Bài 16: Bỏ một quả cầu bằng đồng thau có khối lượng 1kg được đun nóng đến 100 0C vào trongmột cái thùng bằng sắt có khối lượng 500g chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 20 0C. Tính nhiệt độ cuối cùng củanước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của đồng thau là 380J/kg.K và của sắt là 460J/kg.K.Bài 17: Người ta vớt một cục sắt đang ngâm trong nước sôi rồi thả vào một ly nước ở nhiệt độ020 C. Biết khối lượng của cục sắt bằng ba lần khối lượng của nước chứa trong ly. Tính nhiệt độ của nướcsau khi cân bằng. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do ly hấp thụ và tỏa ra môi trường xung quanh.Bài 18: Đưa 5kg hơi nước ở nhiệt độ 1000C vào lò dùng hơi nóng, Khi hơi ngung tụ hoàn toànthành nước thì lò đã nhận được một lượng nhiệt là 12340kJ. Tính nhiệt độ của nước từ lò đi ra. Biết nhiệthóa hơi của nước là 2,3.106J/Kg, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K.Bài 19: Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,4kg chứa 1,5kg nước ở 20 0C. Muốn đun sôi nượcnước đó trong 15 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là4200J/kg.K. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và 20% nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh.Bài 20: Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 200g chứa 400g nước ở nhiệt độ 200C.a/ Đổ thêm vào bình một lượng nước m ở nhiệt độ 5 0C. Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nướctrong bình là 100C. Tính khối lượng m.b/ Sau đó người ta thả vào bình một khối nước đá có khối lượng m 3 ở nhiệt độ -50C. Khi cân bằngnhiệt thì thấy trong bình còn lại 100g nước đá. Tính khối lượng m3 của nước đá.Bài 21: Tính hiệu suất của động cơ ôtô, biết rằng khi ô tô chuyển động với vận tốc 72Km/h thìđộng cơ có công suất là 30kW và tiêu thụ 12lit xăng trên quãng đường 80km. Cho khối lượng riêng củaxăng là 0,7kg/dm3 và năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg.Bài 22: Một máy bơm khi tiêu thụ 9Kg dầu thì đưa được 750m 3 nước lên cao 10,5m. Tính hiệusuất của máy bơm. Biết năng suất tỏa nhiệt của dầu là 44.106J/Kg.Bài 23: Có một số chai sữa hoàn toàn giống nhau, đều đang ở nhiệt độ t0xC . Người ta thả từng chailần lượt vào một bình cách nhiệt chứa nước, sau khi cân bằng nhiệt thì lấy ra rồi thả chai khác vào. Nhiệtđộ nước ban đầu trong bình là t0 = 360C, chai thứ nhất khi lấy ra có nhiệt độ t 1 = 330C, chai thứ hai khi lấyra có nhiệt độ t2 = 30,50C. Bỏ qua sự hao phí nhiệt.a. Tìm nhiệt độ tx.b. Đến chai thứ bao nhiêu thì khi lấy ra nhiệt độ nước trong bình bắt đầu nhỏ hơn 260C.Bài 24: Dẫn m1= 0,4 kg hơi nước ở nhiệt độ t 1= 1000C từ một lò hơi vào một bình chứa m 2= 0,8 kgnước đá ở t0= 00C. Hỏi khi có cân bằng nhiệt, khối lượng và nhiệt độ nước ở trong bình khi đó là bao6nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 J/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.10 6J/kg và nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg; (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa).Bài 25: Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m 2 = 300g thì sauthời gian t1 = 10 phút nước sôi .Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâunước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c 1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K .Biếtnhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn.Bài 26: Một nhiệt lượng kế đựng 2kg nước ở nhiệt độ 15 0C. Cho một khối nước đá ở nhiệt độ0-10 C vào nhiệt lượng kế. Sau khi đạt cân bằng nhiệt người ta tiếp tục cung cấp cho nhiệt lượng kế mộtnhiệt lượng Q= 158kJ thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế đạt 10 0C. Cần cung cấp thêm nhiệt lượng baonhiêu để nước trong nhiệt lượng kế bắt đầu sôi? Bỏ qua sự truyền nhiệt cho nhiệt lượng kế và môitrường .Cho nhiệt dung riêng của nước C n=4200J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước đá: C nđ=1800J/kg.K;Nhiệt nóng chảy của nước đá : λ nđ = 34.104 J/kg.Bài 27: Người ta đổ một lượng nước sôi (1000C) vào một thùng đã chứa nước ở nhiệt độ của phòngolà 25 C thì thấy khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong thùng là 70 oC. Nếu chỉ đổ lượng nước sôi nóitrên vào thùng này nhưng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu? Biếtrằng lượng nước sôi gấp hai lần lượng nước nguội. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.Bài 28: Có 2 bình cách nhiệt. Bình thứ nhất chứa 2 kg nước ở nhiệt độ ban đầu là 50 0C. Bình thứhai chứa 1kg nước ở nhiệt độ ban đầu 30 0C. Một người rót một ít nước từ bình thứ nhất vào bình thứ hai.Sau khi bình hai cân bằng nhiệt, người đó lại rót nước từ bình hai trở lại bình thứ nhất sao cho lượngnước ở mỗi bình giống như lúc đầu. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ ở bình thứ nhất là 48 0C. Tính nhiệtđộ cân bằng ở bình thứ hai và lượng nước đã rót từ bình nọ sang bình kia. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt vớimôi trường bên ngoài trong quá trình rót nước từ bình nọ sang bình kia.Bài 29: Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ t 1 = 230C, cho vào nhiệtlượng kế một khối lượng m (kg) nước ở nhiệt độ t 2. Sau khi hệ cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi9 0C. Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) một chất lỏng khác (không tác dụng hóa học vớinước) ở nhiệt độ t 3 = 45 0C, khi có cân bằng nhiệt lần hai, nhiệt độ của hệ lại giảm 10 0C so với nhiệtđộ cân bằng nhiệt lần thứ nhất.Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế, biết nhiệt dung riêng củanhôm và của nước lần lượt là c1 = 900 J/kg.K và c2 = 4200 J/kg.K. Bỏ qua mọi mất mát nhiệt khácBài 30: Có ba chai sữa giống nhau, đều có nhiệt độ t 0= 200C. Người ta thả chai sữa thứ nhất vàophích đựng nước ở nhiệt độ t = 420C. Khi đạt cân bằng nhiệt, chai sữa thứ nhất nóng tới nhiệt độ t 1=380C,lấy chai sữa này ra và thả vào phích nước đó một chai sữa thứ hai. Đợi đến khi cân bằng nhiệt xảy ra,người ta lấy chai sữa ra rồi tiếp tục thả chai sữa thứ ba vào. Hỏi ở trạng thái cân bằng nhiệt chai sữa thứba này có nhiệt độ là bao nhiêu? Giả thiết không có sự mất mát năng lượng nhiệt ra môi trường xungquanh.Bài 31: Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t 0. Đổ vào nhiệt lượng kế một canước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 5 0C. Lần thứ hai, đổ thêm một ca nước nóngnhư trên vào thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 3 0C nữa. Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vàocùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa?Bài 32: Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt hình cầu bán kính R = 6cm đã được nung nóng tớinhiệt độ t = 3250 C lên mặt một khối nước đá rất lớn ở 00 C . Hỏi viên bi chui vào khối nước đá đến độsâu bao nhiêu? Bỏ qua sự dẫn nhiệt của nước đá và độ nóng lên của đá đã tan. Cho khối lượng riêng củasắt là D = 7800kg/m3, khối lượng riêng của nước đá là D 0 = 915kg/m3, nhiệt dung riêng của sắt là C =460J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá ( tức là nhiệt lượng mà 1kg nước đá ở 00 C cần thu vào để nóngchảy hoàn toàn thành nước ở nhiệt độ ấy) là λ = 3,4.105J/kg. Thể tích hình cầu được tính theo công thức4V = π R 3 với R là bán kính.3Bài 33: Trong hai bình cách nhiệt có chứa hai chất lỏng khác nhau ở hai nhiệt độ ban đầu khácnhau. Ngời ta dùng một nhiệt kế lần lợt nhúng đi nhúng lại vào bình 1 rồi bình 2. Chỉ số của nhiệt kế lầnlợt là 400C; 80C; 390C; 9,50C.a. Xét lần nhúng thứ hai vào bình 1 để lập biểu thức liên hệ giữa nhiệt dung q của nhiệt kế và nhiệtdung q1 của bình 1.7b. Đến lần nhúng tiếp theo ( lần thứ 3 vào bình 1) nhiệt kế chỉ bao nhiêu ?c. Sau một số rất lớn lần nhúng nh vậy, nhiệt kế sẽ chỉ bao nhiêu .Bài 34: Một chậu nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước ở 200Ca) Thả vào chậu nhôm một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ở lò ra. Nước nóng đến 21,2 0C. Tìmnhiệt độ của bếp lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước và đồng lần lượt là: c 1= 880J/kg.K , c2=4200J/kg.K , c3= 380J/kg.K . Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trườngb) Thực ra trong trường hợp này, nhiệt lượng toả ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp chochậu nước. Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò.c) Nếu tiếp tục bỏ vào chậu nước một thỏi nước đá có khối lượng 100g ở 0 0C. Nước đá có tan hếtkhông? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lượng nước đá còn sót lại nếu tan không hết? Biếtnhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105J/kgBài 35: Một học sinh dùng một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng M = 0,2 kg để pha m =0,3 kg nước nhằm đạt nhiệt độ cuối cùng t = 15oC. Học sinh đó rót vào nhiệt lượng kế m1 gam nước ở t1=32oC và thả vào đó m2 gam nước đá ở t2= - 6oC.a. Xác định m1, m2.b. Khi tính toán học sinh không chú ý rằng trong khi nước đá tan, mặt ngoài của nhiệt lượng kế sẽcó một ít nước bám vào, thành thử nhiệt độ cuối cùng của nước là 17,2 oC. Hãy giải thích xem sai lầm củahọc sinh ở đâu và tính khối lượng nước bám vào mặt ngoài của nhiệt lượng kế. Biết NDR của đồng, nướcvà nước đá tương ứng là: C = 400J/kgK; C 1= 4200J/kgK; C2= 2100J/kgK. Nhiệt nóng chảy của nước đálà λ = 3,35.105J/kg. Nhiệt hóa hơi của nước ở 17,2oC là L = 2,46.106J/kg.Bài 36: Một nhiệt lượng kế khối lượng m 1 = 100g, chứa m2 = 500g nước cùng ở nhiệt độ t1= 150C.Người ta thả vào đó m = 150g hỗn hợp bột nhôm và thiếc được nung nóng tới t 2 = 1000C. Nhiệt độ khicân bằng nhiệt là t = 17 0C. Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong hỗn hợp. Nhiệt dung riêng của chấtlàm nhiệt lượng kế, của nước, nhôm, thiếc lần lượt là : C1 = 460J/kg.K ; C2 = 4200J/kg.K ; C3 =900J/kg.K ; C4 =230J/kg.K.Bài 37: Một thỏi kim loại có khối lượng 600g, chìm trong nước đang sôi. người ta vớt nó lên và thảvào trong một bình chứa 0,33 lít nước ở nhiệt độ 30 0C. Nhiệt độ cuối cùng của nước và thỏi kim loại là400C. Thỏi đó là kim loại gì?Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và nhiệt lượng do bình thu được là không đáng kể.Bài 38: Thả một cục nước đá có mẩu thuỷ tinh bị đóng băng trong đó vào một bình hình trụ chứanước. Khi đó mực nước trong bình dâng lên một đoạn là h = 11mm. Cục nước đá nổi nhưng ngập hoàntoàn trong nước. Hỏi khi cục nước đá tan hết thì mực nước trong bình thay đổi thế nào?. Cho khối lượngriêng của nước là Dn = 1g/cm3. Của nước đá là Dđ = 0,9g/cm3. và của thuỷ tinh là Dt = 2g/cm3.Bài 39: Một lò sưởi giữ cho phòng ở nhiệt độ 200C khi nhiệt độ ngoài trời là 50C. Nếu nhiệt độngoài trời hạ xuống tới – 50C thì phải dùng thêm một lò sưởi nữa có công suất 0,8KW mới duy trì nhiệtđộ phòng như trên. Tìm công suất lò sưởi được đặt trong phòng lúc đầu?.Bài 40: Muốn có 100 lít nước ở nhiệt độ 35 0C thì phải đổ bao nhiêu lít nước đang sôi vào baonhiêu lít nước ở nhiệt độ 150C. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/kg.K ?Bài 41: Một thỏi nhôm và một thỏi sắt có trọng lượng như nhau. Treo các thỏi nhôm và sắt vàohai phía của một cân treo. Để cân thăng bằng rồi nhúng ngập cả hai thỏi đồng thời vào hai bìnhđựng nước. Cân bây giờ còn thăng bằng không ? Tại sao? Biết trọng lượng riêng của nhôm là 27000N/m3 và của sắt là 78 000N/m3.Bài 42: Một thác nước cao 100m và chênh lệch nhiệt độ của nước ở đỉnh thác và chân thác là0,240C. Giả thiết rằng khi chạm vào chân thác, toàn bộ động năng của nước chuyển thành nhiệt lượngtruyền cho nước. Hãy tính nhiệt dung riêng của nước.Bài 43: một ôtô có khối lượng 1200kg khi chạy trên đường nằm ngang với vận tốc v = 72Km/h thìtiêu hao 80g xăng cho S = 1Km. Hiệu suất của động cơ là H = 28%. Hỏi với những dữ kiện như vậy thìôtô có thể đạt vận tốc bao nhiêu khi nó leo lên một cái dốc cứ mỗi đoạn đường dài 100m lại cao thêm3,5m. Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 45.106J/Kg.Bài 44: Tìm lương xăng tiêu hao trên 1km của một ôtô chuyển động đều với vận tốc 60Km/h. Chobiết công suất của ôtô là 17158W, hiệu suất của động cơ là 30% và năng suất tỏa nhiệt của xăng là45.106J/Kg.8Bài 45: Một nguồn nhiệt có công suất là 500W cung cấp nhiệt lượng cho một nồi áp suất đựngnước có van an toàn được điều chỉnh sao cho hơi nước thoát ra là 10,4g/phút. Nếu nhiệt lượng được cungcấp với công suất 700W thì hơi nước thoát ra là 15,6g/phút. Hãy giải thích hiện tượng và suy ra:a/ Nhiệt hóa hơi của nước tại nhiệt độ của nồi.b/ Công suất bị mất mát vì những nguyên nhân khác ngoài nguyên nhân hóa hơi.Bài 46: Người ta dùng bếp điện có công suất không đổi để duun nước. người ta nhận thấy rằngphải mất 15phút thì nước từ 00C sẽ nóng lên tới điểm sôi, sau đó phải mất 1h20phút để biến hết nước ởđiểm sôi thành hơi nước. Tìm nhiệt hóa hơi của nước biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.k.CHUYÊN ĐỀ II: CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC - VẬN TỐCA- CƠ SỞ LÝ THUYẾTIVẬN TỐC LÀ MỘT ĐẠI LƯỢNG VÉC - TƠ:1- Thế nào là một đại lượng véc – tơ:- Một đại lượng vừa có độ lớn, vừa có phương và chiều là một đại lượng vec tơ.2- Vận tốc có phải là một đại lượng véc – tơ không:- Vận tốc lầ một đại lượng véc – tơ, vì:+ Vận tốc có phương, chiều là phương và chiều chuyển động của vật.s+ Vận tốc có độ lớn, xác định bằng công thức: v = .t3- Ký hiệu của véc – tơ vận tốc:v (đọc là véc – tơ “vê” hoặc véc – tơ vận tốc )II- MỘT SỐ ĐIỀU CẦN NHỚ TRONG CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI:1- Công thức tổng quát tính vận tốc trong chuyển động tương đối :v13 = v12 + v23v = v1 + v2Trong đó:+ v13 (hoặc v ) là véc tơ vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 3+ v13 (hoặc v) là vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 3+ v12 (hoặc v1 ) là véc tơ vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 2+ v12 (hoặc v1) là vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 2+ v23 (hoặc v2 ) là véc tơ vận tốc của vật thứ 2 so với vật thứ 3+ v23 (hoặc v2) là vận tốc của vật thứ 2 so với vật thứ 32- Một số công thức tính vận tốc tương đối cụ thể:a) Chuyển động của thuyền, canô, xuồng trên sông, hồ, biển:Bờ sông ( vật thứ 3)Nước (vật thứ 2)Thuyền, canô (vật thứ 1)* KHI THUYỀN, CA NÔ XUỒNG CHUYỂN ĐỘNG XUÔI DÒNG:Vận tốc của thuyền, canô so với bờ được tính bằng 1 trong 2 cặp công thức sau:vcb= v c + vnS ( AB )<=>= vc + v n( Với t là thời gian khi canô đi xuôi dòng )tTrong đó:+ vcb là vận tốc của canô so với bờ+ vcn (hoặc vc) là vận tốc của canô so với nước+ vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ9* Lưu ý:- Khi canô tắt máy, trôi theo sông thì vc = 0vtbS ( AB )<=>t= vt + vn= vc + v n( Với t là thời gian khi thuyền đi xuôi dòng )Trong đó:+ vtb là vận tốc của thuyền so với bờ+ vtn (hoặc vt) là vận tốc của thuyền so với nước+ vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ* KHI THUYỀN, CA NÔ, XUỒNG CHUYỂN ĐỘNG NGƯỢC DÒNG:Tổng quát: v = vlớn - vnhỏVận tốc của thuyền, canô so với bờ được tính bằng 1 trong 2 cặp công thức sau:vcb= vc - vn(nếu vc > vn)S ( AB )<=>= vc - vn ( Với t’ là thời gian khi canô đi ngược dòng )t'vtb= vt - vn(nếu vt > vn)S ( AB )<=>= vc - vn ( Với t’ là thời gian khi canô đi ngược dòng )t'b) Chuyển động của bè khi xuôi dòng:vBb= vB + vnS ( AB )<=>= vB + vn( Với t là thời gian khi canô đi xuôitdòng )Trong đó:+ vBb là vận tốc của bè so với bờ;+ vBn (hoặc vB) là vận tốc của bè so với nước+ vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ(Lưu ý: vBb = 0)c) Chuyển động xe (tàu ) so với tàu:Tàu (vật thứ 3)Đường ray ( vật thứ 2)Xe ( vật thứ 1)Tàu thứ 2 (vật thứ 3)Đường ray ( vật thứ 2)tàu thứ 1 ( vật thứ 1)* KHI HAI VẬT CHUYỂN ĐỘNG NGƯỢC CHIỀU:vxt = vx +vtTrong đó:+ vxt là vận tốc của xe so với tàu+ vxđ (hoặc vx) là vận tốc của xe so với đường ray+ vtđ (hoặc vt) là vận tốc của tàu so với đường* KHI HAI VẬT CHUYỂN ĐỘNG CÙNG CHIỀU:vxt =vxđ- vtđhoặcvxt = vx -vt ( nếu vxđ > vtđ ; vx > vt)vxt =vtđ- vxđhoặcvxt = vt -vx ( nếu vxđ < vtđ ; vx < vt)d) Chuyển động của một người so với tàu thứ 2:* Khi người đi cùng chiều chuyển động với tàu thứ 2: vtn = vt + vn10* Khi người đi ngược chiều chuyển động với tàu thứ 2: vtn = vt - vn( nếu vt > vn)Lưu ý: Bài toán hai vật gặp nhau:- Nếu hai vật cùng xuất phát tại một thời điểm mà gặp nhau thì thời gian chuyển động bằngnhau: t1= t2=t- Nếu hai vật chuyển động ngược chiều thì tổng quãng đường mà mỗi vật đi được bằngkhoảng cách giữa hai vật lúc ban đầu: S = S1 + S2- Nếu hai vật chuyển động cùng chiều thì quãng đường mà vật thứ nhất (có vận tốc lớn hơn)đã đi trừ đi quãng đường mà vật thứ hai đã đi bằng khoảng cách của hai vật lúc ban đầu: S = S1 - S2B- BÀI TẬP VẬN DỤNGBài 1: Lúc 7h một người đi bộ khởi hành từ A đến B với vận tốc 4km/h. Lúc 9h một người đi xeđạp cũng khởi hành từ A về B với vận tốc 12km/h.a. Hai người gặp nhau lúc mấy giờ? Lúc gặp cách A bao nhiêu?b. Lúc mấy giờ hai người cách nhau 2km?Hướng dẫn giải:a/ Thời điểm và vị trí lúc hai người gặp nhau:- Gọi t là khoảng thời gian từ khi người đi bộ đến khởi hành khi đến lúc hai người gặp nhau tại C.- Quãng đường người đi bộ đi được: S1 = v1t = 4t(1)- Quãng đường người đi xe đạp đi được: S2 = v2(t-2) = 12(t - 2)(2)- Vì cùng xuất phát tại A đến lúc gặp nhau tại C nên: S1 = S2- Từ (1) và (2) ta có:4t = 12(t - 2) ⇔ 4t = 12t - 24 ⇔ t = 3(h)- Thay t vào (1) hoặc (2) ta có:(1) ⇔ S1 = 4.3 =12 (Km)(2) ⇔ S2 = 12 (3 - 2) = 12 (Km)Vậy: Sau khi người đ i bộ đi được 3h thì hai người gặp nhau và cách A một khoảng 12Km và cáchB 12Km.b/ Thời điểm hai người cách nhau 2Km.- Nếu S1 > S2 thì:S1 - S2 = 2 ⇔ 4t - 12(t - 2) = 2 ⇔ 4t - 12t +24 =2 ⇔ t = 2,75 h = 2h45ph.- Nếu S1 < S2 thì:S2 - S1 = 2 ⇔ 12(t - 2) - 4t = 2 ⇔ 12t +24 - 4t =2 ⇔ t = 3,35h = 3h15ph.Vậy: Lúc 7h + 2h45ph = 9h45ph hoặc 7h + 3h15ph = 10h15ph thì hai người đó cách nhau 2Km.Bài 2: Lúc 9h hai ô tô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km đi ngược chiều nhau.Vận tốc xe đi từ A là 36km/h, vận tốc xe đi từ B là 28km/h.a. Tính khoảng cách của hai xe lúc 10h.b. Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau.Hướng dẫn giải:a/ Khoảng cách của hai xe lúc 10h.- Hai xe khởi hành lúc 9h và đến lúc 10h thì hai xe đã đi được trong khoảng thời gian t = 1h- Quãng đường xe đi từ A:S1 = v1t = 36. 1 = 36 (Km)- Quãng đường xe đi từ B:S2 = v2t = 28. 1 = 28 (Km)- Mặt khác: S = SAB - (S1 + S2) = 96 - (36 + 28) = 32(Km)Vậy: Lúc 10h hai xe cách nhau 32Km.b/ Thời điểm và vị trí lúc hai xe gặp nhau:- Gọi t là khoảng thời gian từ khi khởi hành khi đến lúc hai người gặp nhau tại C.- Quãng đường xe đi từ A đi được: S1 = v1t = 36t(1)- Quãng đường xe đi từ B đi được: S2 = v2t = 28t(2)- Vì cùng xuất phát một lúc và đi ngược chiều nhau nên: SAB = S1 + S2- Từ (1) và (2) ta có:36t + 28t = 96 ⇔ t = 1,5 (h)- Thay t vào (1) hoặc (2) ta có:11(1) ⇔ S1 = 1,5.36 = 54 (Km)(2) ⇔ S2 = 1,5. 28 = 42 (Km)Vậy: Sau khi đi được 1,5h tức là lúc 10h30ph thì hai xe gặp nhau và cách A một khoảng 54Km vàcách B 42Km.Bài 3: Cùng một lúc hai xe gắn máy cùng xuất phát từ hai điểm A và B cách nhau 60km, chúngchuyển động thẳng đều và đi cùng chiều nhau từ A đến B. Xe thứ nhất xuất phát từ A với vận tốc 30km/h,xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc 40km/h.a. Tính khoảng cách của hai xe sau khi chúng đi được 1h.b. Sau khi xuất phát được 1h, xe thứ nhất bắt đầu tăng tốc và đạt vận tốc 60km/h. Hãy Xác định thờiđiểm và vị trí hai người gặp nhau.Hướng dẫn giải:a/ Khoảng cách của hai xe sau 1h.- Quãng đường xe đi từ A:S1 = v1t = 30. 1 = 30 (Km)- Quãng đường xe đi từ B:S2 = v2t = 40. 1 = 40 (Km)- Mặt khác: S = S1 + S2 = 30 + 40 = 70 (Km)Vậy: Sau 1h hai xe cách nhau 70Km.b/ Thời điểm và vị trí lúc hai người gặp nhau:- Gọi t là khoảng thời gian từ khi người đi bộ đến khởi hành khi đến lúc hai người gặp nhau tại C.- Quãng đường xe đi từ A đi được: S1 = v1t = 60t(1)- Quãng đường xe đi từ B đi được: S2 = v2t = 40t(2)- Vì sau khi đi được 1h xe thứ nhất tăng tốc nên có thể xem như cùng xuất một lúc và đến lúc gặpnhau tại C nên: S1 = 30 + 40 + S2- Từ (1) và (2) ta có:60t = 30 +40 +40t ⇔ t = 3,5 (h)- Thay t vào (1) hoặc (2) ta có:(1) ⇔ S1 = 3,5. 60 = 210 (Km)(2) ⇔ S2 = 3,5. 40 = 140 (Km)Vậy: Sau khi đi được 3,5 h thì hai người gặp nhau và cách A một khoảng 210 + 30 = 240Km vàcách B 140 + 40 = 180Km.Bài 4: Một người dự định đi bộ một quãng đường với vận tốc không đổi là 5km/h, nhưng khi điđược 1/3 quãng đường thì được bạn đèo bằng xe đạp đi tiếp với vận tốc 12km/h do đó đến xớm hơn dựđịnh là 28 phút. Hỏi nếu người đó đi bộ hết quãng đường thì mất bao lâu?Hướng dẫn giải:Gọi S1, S2 là quãng đường đầu và quãng đường cuối.v1, v2 là vận tốc quãng đường đầu và vận tốc trên quãng đường cuốit1, t2 là thời gian đi hết quãng đường đầu và thời gian đi hết quãng đường cuốiv3, t3 là vận tốc và thời gian dự định.Theo bài ra ta có:S2v3 = v1 = 5 Km/h; S1 = ; S2 = S ; v2 = 12 Km33Do đi xe nên người đến xớm hơn dự định 28ph nên:28t3 −= t1 − t 2 (1)60S S= ⇒ S = 5t 3Mặt khác: t 3 =(2)v3 5Svà: t = S1 = 3 = S1v1 5 15 ⇒ t + t = S + S(3)1215 18122SS2 32St2 ===S=v2 12 3618Thay (2) vào (3) ta có:t5tt1 + t 2 = 3 + 33 18So sánh (1) và (4) ta được:28 t 3 5t 3t3 −= +⇔ t 3 = 1,2h60 3 18Vậy: nếu người đó đi bộ thì phải mất 1h12ph.Bài 5: Một canô chạy trên hai bến sông cách nhau 90km. Vận tốc của canô đối với nước là25km/h và vận tốc của dòng nước là 2km/h.a. Tính thời gian canô ngược dòng từ bến nọ đến bến kia.b.Giả sử không nghỉ ở bến tới. Tính thời gian đi và về?Hướng dẫn giải:a/ Thời gian canô đi ngược dòng:Vận tốc của canô khi đi ngược dòng:vng = vcn - vn = 25 - 2 = 23 (Km)Thời gian canô đi:SSvng =⇒ tng == 3,91(h) = 3h54 ph36 giâytngvngb/ Thời gian canô xuôi dòng:Vận tốc của canô khi đi ngược dòng:vx = vcn + vn = 25 + 2 = 27 (Km)SSvx = ⇒ t x = = 3,33(h) = 3h19 ph 48 giâytxvxThời gian cả đi lẫn về:t = tng + tx = 7h14ph24giâyBài 6: Hai bên lề đường có hai hàng dọc các vận động viên chuyển động theo cùng một hướng:Hàng các vận động viên chạy và hàng các vận động viên đua xe đạp. Các vận động viên chạy với vận tốc6 m/s và khoảng cách giữa hai người liên tiếp trong hàng là 10 m; còn những con số tương ứng với cácvận động viên đua xe đạp là 10 m/s và 20m. Hỏi trong khoảng thời gian bao lâu có hai vận động viên đuaxe đạp vượt qua một vận động viên chạy? Hỏi sau một thời gian bao lâu, một vận động viên đua xe đangở ngang hàng một vận động viên chạy đuổi kịp một vận động viên chạy tiềp theo?.Hướng dẫn giải:- Gọi vận tốc của vận động viên chạy và vận động viên đua xe đạp là: v 1, v2 (v1> v2> 0). Khoảngcách giữa hai vận động viên chạy và hai vận động viên đua xe đạp là l 1, l2 (l2>l1>0). Vì vận động viênchạy và vận động viên đua xe đạp chuyển động cùng chiều nên vận tốc của vận động viê đua xe khi chộnvận động viên chạy làm mốc là:v21= v2 - v1 = 10 - 6 = 4 (m/s).- Thời gian hai vận động viên đua xe vượt qua một vận động viên chạy là:l20t1 = 2 == 5 (s)v21 4- Thời gian một vận động viên đua xe đạp đang ở ngang hàng một vận động viên chạy đuổi kịpmột vận động viên chạy tiếp theo là:l10t2 = 1 == 2,5 (s)v21 4Bài 7: Xe 1 và 2 cùng chuyển động trên một đường tròn với vận tốc không đổi. Xe 1 vòng hết 10phút, xe 2 đi một vòng hết 50 phút. Hỏi khi xe 2 đi một vòng thì gặp xe 1 mấy lần. Hãy tính trong từngtrường hợp.13a. Hai xe khởi hành trên cùng một điểm trên đường tròn và đi cùng chiều.b. Hai xe khởi hành trên cùng một điểm trên đường tròn và đi ngược chiều nhau.Hướng dẫn giải:- Gọi vận tốc của xe 2 là v → vận tốc của xe 1 là 5v- Gọi t là thời gian tính từ lúc khởi hành đến lúc 2 xe gặp nhau.→ (C < t ≤ 50) C là chu vi của đường tròna/ Khi 2 xe đi cùng chiều.- Quãng đường xe 1 đi được: S1 = 5v.t; Quãng đường xe 2 đi được: S2 = v.t- Ta có: S1 = S2 + n.CVới C = 50v; n là lần gặp nhau thứ n50n→ 5v.t = v.t + 50v.n → 5t = t + 50n → 4t = 50n → t =450nnVì C < t ≤ 50 → 0 <≤ 50 → 0 <≤ 1 → n = 1, 2, 3, 4.44- Vậy 2 xe sẽ gặp nhau 4 lầnb/ Khi 2 xe đi ngược chiều.- Ta có: S1 + S2 = m.C (m là lần gặp nhau thứ m, m∈ N*)50→ 5v.t + v.t = m.50v ⇔ 5t + t = 50m → 6t = 50m → t =m650Vì 0 < t ≤ 50 → 0 < m ≤ 506m→0 <≤ 1 → m = 1, 2, 3, 4, 5, 66- Vậy 2 xe đi ngược chiều sẽ gặp nhau 6 lần.Bài 8: Một người đang ngồi trên một ô tô tải đang chuyển động đều với vật tốc 18km/h. Thì thấymột ô tô du lịch ở cách xa mình 300m và chuyển động ngược chiều, sau 20s hai xe gặp nhau.a. Tính vận tốc của xe ô tô du lịch so với đường?b. 40 s sau khi gặp nhau, hai ô tô cách nhau bao nhiêu?Hướng dẫn giải:a) Gọi v1 và v2 là vận tốc của xe tải và xe du lịch.Vận tốc của xe du lịch đối với xe tải là : v21Khi chuyển động ngược chiềuV21 = v2 + v1 (1)SMà v21 =(2)tSSTừ (1) và ( 2) ⇒ v1+ v2 =⇒ v2 =- v1tt300− 5 = 10m / sThay số ta có: v2 =20b) Gọi khoảng cách sau 40s kể từ khi 2 xe gặp nhau là ll = v21 . t = (v1+ v2) . t⇒ l = (5+ 10). 4 = 600 m.l = 600m.Bài 9: Hai vật chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng chuyển động lạigần nhau thì cứ sau 5 giây khoảng cách giữa chúng giảm 8 m. Nếu chúng chuyển động cùng chiều (độlớn vận tốc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 6m. Tính vận tốc của mỗivật.Hướng dẫn giải:Gọi S1, S2 là quãng đường đi được của các vật,v1,v2 là vận tốc vủa hai vật.Ta có: S1 =v1t2 , S2= v2t214Khi chuyển động lại gần nhau độ giảm khoảng cách của hai vật bằng tổng quãng đường hai vật đã đi:S1 + S2 = 8 mS1 + S2 = (v1 + v2) t1 = 8S1 + S 28= = 1,6(1)⇒ v1 + v2 =t15- Khi chúng chuyển động cùng chiều thì độ tăng khoảng cách giữa hai vật bằng hiệu quãng đườnghai vật đã đi: S1 - S2 = 6 mS1 - S2 = (v1 - v2) t2 = 6S1 - S26== 0,6(2)⇒ v1 - v2 =t110Lấy (1) cộng (2) vế với vế ta được 2v1 = 2,2 ⇒ v1 = 1,1 m/sVận tốc vật thứ hai: v2 = 1,6 - 1,1 = 0,5 m/sBài 10: Lúc 6 giờ sáng một người đi xe gắn máy từ thành phố A về phía thành phố B ở cách A300km, với vận tốc V1= 50km/h. Lúc 7 giờ một xe ô tô đi từ B về phía A với vận tốc V2= 75km/h.a. Hỏi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và cách A bao nhiêu km?b. Trên đường có một người đi xe đạp, lúc nào cũng cách đều hai xe trên. Biết rằng người đi xe đạpkhởi hành lúc 7 h. Hỏi.-Vận tốc của người đi xe đạp?-Người đó đi theo hướng nào?-Điểm khởi hành của người đó cách B bao nhiêu km?Hướng dẫn giải:a/ Gọi t là thời gian hai xe gặp nhauQuãng đường mà xe gắn máy đã đi là :S1= V1.(t - 6) = 50.(t-6)Quãng đường mà ô tô đã đi là :S2= V2.(t - 7) = 75.(t-7)Quãng đường tổng cộng mà hai xe đi đến gặp nhau.AB = S1 + S2⇒ AB = 50. (t - 6) + 75. (t - 7)⇒ 300 = 50t - 300 + 75t - 525⇒ 125t = 1125⇒ t = 9 (h)⇒S1=50. ( 9 - 6 ) = 150 kmVậy hai xe gặp nhau lúc 9 h và hai xe gặp nhau tại vị trí cách A: 150km và cách B: 150 km.b/ Vị trí ban đầu của người đi bộ lúc 7 h.Quãng đường mà xe gắn mắy đã đi đến thời điểm t = 7h.AC = S1 = 50.( 7 - 6 ) = 50 km.Khoảng cách giữa người đi xe gắn máy và người đi ôtô lúc 7 giờ.CB =AB - AC = 300 - 50 =250km.Do người đi xe đạp cách đều hai người trên nên:CB 250== 125km .DB = CD =22Do xe ôtô có vận tốc V2=75km/h > V1 nên người đi xe đạp phải hướng về phía A.Vì người đi xe đạp luôn cách đều hai người đầu nên họ phải gặp nhau tại điểm G cách B 150kmlúc 9 giờ. Nghĩa là thời gian người đi xe đạp đi là:t = 9 - 7 = 2giờQuãng đường đi được là:DG = GB - DB = 150 - 125 = 25 kmVận tốc của người đi xe đạp là.DG 25== 12,5km / h.V3 =∆t2C - BÀI TẬP TỰ GIẢI:15Bài 1 :Một người đi xe máy và một người đi xe đạp cùng xuất phát một lúc từ hai điểm A và Bcách nhau 40km. Người đi xe máy đi từ A với vận tốc V 1 = 25km/h, Người đi xe đạp đi từ B về A với vậntốc V2 = 15km/h. Xác định thời điểm và vị trí hai người gặp nhau.Bài 2: Hai ô tô cùng khởi hành một lúc từ hai điểm A và B, Cùng chuyển động về điểm O. BiếtAO = 180km; OB = 150km, xe khởi hành từ A đi với vận tốc 60km/h. Muốn hai xe đến O cùng một lúcthì xe đi từ B phải đi với vận tốc là bao nhiêu?Bài 3: Một vật chuyển động từ A đến B cách nhau 300km. Trong nữa đoan đường đầu đi vớivận tốc 5m/s, nữa đoạn đường còn lại đi với vận tốc 6m/s.a. Sau bao lâu vật tới B?b. Tính vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường AB?Bài 4: Một canô Chạy ngược dòng sông dài 100km. Vận tốc của canô đối với nước là 45km/hvà vận tốc của dòng nước là 5km/h.a. Tính thời gian canô đi hết đoạn đường này.b. Nếu đi xuôi dòng nước thì canô đi hết đoạn đường này là bao lâu?Bài 5: Lúc 7h hai xe gắn máy cùng xuất phát từ hai điểm A và B cách nhau 20km, chúngchuyển động thẳng đều và đi cùng chiều nhau từ A đến B. Xe thứ nhất xuất phát từ A với vận tốc 40km/h,xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc 30km/h.a. Tính khoảng cách của hai xe sau khi chúng đi được 30 phút.b. Hai xe có gặp nhau không? Nếu có thì chúng gặp nhau lúc mấy giờ và cách A bao xa?Bài 6: Một canô chạy từ bến sông A đến bến sông B. Cho biết AB = 30km. Vận tốc của canôđối khi nước đứng yên là 15km/h. Hỏi sau bao lâu đến B khi:a. Nước sông đứng yên.b. Nước sông chảy từ A đến B với vận tốc 3km/h.Bài 7: Một người đi xe đạp từ A đến B dự định mất t = 4h. Do nữa quãng đường sau người ấytăng vặn tốc thêm 3 km/h nên đến sớm hơn dự định 20 phút.a. Tính vận tộc dự định và quãng đường AB.b. Nếu sau khi đi được 1h do có việc người ấy phải ghé lại mất 30 phút . Hỏi đoạn đường còn lạingười ấy phải đi với vạn tốc bao nhiêu để đến nơi như dự định.Bài 8: Hai bạn Hoà và Bình bắt đầu chạy thi trên một quãng đường S. Biết Hoà trên nửa quãngđường đầu chạy với vận tốc không đổi v 1 và trên nửa quãng đường sau chạy với vận tốc không đổi v 2(v2