35 bài tập Chương 1. Vật lí nhiệt có lời giải

Dựa vào mô hình động học phân tử, hãy giải thích hiện tượng: Mở lọ nước hoa và đặt ở một góc trong phòng, một lúc sau, người trong phòng có thể ngửi thấy mùi nước hoa.

Hình vẽ dưới biểu diễn mô hình cấu tạo phân tử của ba chất A, B và C.

Từ mô hình đã cho, hãy cho biết chất nào là chất rắn? Vì sao?

Trong thí nghiệm đun nóng một chất, một học sinh thu được đồ thị sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian như hình vẽ dưới.

a) Tại các thời điểm A, B, C và D, chất đó ở thể gì?

b) Nhiệt độ nóng chảy của chất đó là bao nhiêu?

c) Nhiệt độ sôi của chất đó là bao nhiêu?

d) Nhiệt độ thay đổi như thế nào trong quá trình diễn ra sự chuyển thể?

e) Chất đó có phải là nước tinh khiết không? Vì sao?

a) Nhiệt độ phòng khi đang bật điều hoà vào mùa hè là 27^oC. Nhiệt độ đó tương ứng với bao nhiêu độ K?

b) Nhiệt độ vào một ngày mùa hè ở Luân Đôn là 77 °F. Nhiệt độ đó tương ứng với bao nhiêu °C?

Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) vận hành một máy gia tốc hạt lớn (Large Hadron Collider) được sử dụng để tăng tốc các hạt. Trong máy gia tốc này có khoảng 9600 nam châm chuyên dụng dùng để gia tốc proton. Các nam châm này được đặt trong môi trường lạnh đến –271,2 °C. Nhiệt độ này tương ứng với bao nhiêu kelvin (K). Biết nhiệt độ trung bình của không gian bên ngoài Trái Đất khoảng 3 K. So sánh giá trị nhiệt độ vừa tính được với nhiệt độ của không gian bên ngoài Trái Đất.

Vào những ngày nắng, nếu bước vào những căn phòng có tường làm bằng kính cường lực bị đóng kín, ta thường thấy không khí trong phòng nóng hơn so với bên ngoài. Tại sao không khí trong phòng bị nóng hơn so với không khí ngoài trời?

Người ta truyền cho khí trong xi lanh một nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pit-tông đi lên. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí.

Khi ta cần đun nóng 5 lít nước từ 30°C lên 50°C cần bao nhiêu nhiệt lượng? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.

Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một cục nước đá 100 g ở 0°C. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10⁵ J/kg.

Tính lượng nhiệt cần thiết để chuyển hóa 1,00 kg nước ở 100 °C (ở điều kiện áp suất bình thường) thành hơi. Cho nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,25.10⁶ J/kg.

Một chất rắn có khối lượng 60 g ở nhiệt độ 100 °C được cho vào 150 g nước ở 20 °C. Nhiệt độ cuối cùng ghi được là 25 °C. Tính nhiệt dung riêng của chất rắn. Biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.

Một chất rắn có khối lượng 60 g ở nhiệt độ 100 °C được cho vào 150 g nước ở 20 °C. Nhiệt độ cuối cùng ghi được là 25 °C. Tính nhiệt dung riêng của chất rắn. Biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.

Tính lượng nhiệt cần thiết để chuyển hóa 1,00 kg nước đá ở –10 °C chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C (ở điều kiện áp suất bình thường). Cho nhiệt dung riêng của nước đá 2100 J/kg.K; nhiệt nóng chảy nước đá là 3,36.10⁵ J/kg; nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,25.10⁶ J/kg.

Một học sinh nhìn qua kính hiển vi vào một hộp nhỏ chứa không khí và khói được chiếu sáng. Phát biểu nào sau đây đúng?

Cho một nhiệt kế thuỷ ngân.

a) Khi nhúng nhiệt kế trong nước đá đang tan, cột thuỷ ngân dài 12 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là ......°C.

b) Khi nhiệt kế được đặt trong hơi nước, bên trên mặt nước đang sôi thì cột thuỷ ngân dài 82 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là ...... °C.

c) Chiều dài của cột thuỷ ngân ở 50 °C là ...... mm.

d) Khi chiều dài của cột thuỷ ngân là 61 mm, số chỉ nhiệt kế là ...... °C.

Trong các phát biểu sau đây về sự bay hơi và sự sôi của chất lỏng, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Sự bay hơi là sự hoá hơi xảy ra ờ mặt thoáng của khối chất lỏng.

b) Sự hoá hơi xảy ra ở cả mặt thoáng và trong lòng chất của khối chất lỏng khi chất lỏng sôi.

c) Sự bay hơi diễn ra chỉ ở một số nhiệt độ nhất định.

d) Sự sôi diễn ra ở nhiệt độ sôi.

Cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho một khối khí trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra đẩy pít-tông đi một đoạn 6 cm. Biết lực ma sát giữa pít-tông và xilanh có độ lớn là 20 N, diện tích tiết diện của pít-tông là $1,0 {\text{cm}}^2.$ Coi pít-tông chuyển động thẳng đều. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

a) Công của khối khí thực hiện là 1,2 J.

b) Độ biến thiên nội năng của khối khí là 0,50 J.

c) Trong quá trình dãn nở, áp suất của chất khí là $2,0\cdot {10}^5 \text{Pa}.$

d) Thể tích khí trong xilanh tăng 6,0 lít

Vận động viên điền kinh bị mất rất nhiều nước trong khi thi đấu. Các vận động viên thường chỉ có thể chuyển hoá khoảng 20% năng lượng dự trữ trong cơ thể thành năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể. Phần năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt thải ra ngoài nhờ sự bay hơi của nước qua hô hấp và da để giữ cho nhiệt độ cơ thể không đổi. Nếu vận động viên dùng hết 10800 kJ trong cuộc thi thì có khoảng bao nhiêu lít nước đã thoát ra ngoài cơ thể? Coi nhiệt độ cơ thể của vận động viên hoàn toàn không đổi và nhiệt hoá hơi riêng của nước ở nhiệt độ của vận động viên là $2,4\cdot {10}^6 \text{J}/\text{kg}.$ Biết khối lượng riêng của nước là $1,{0.10}^3 \text{kg}/{\text{m}}^3.$

Một học sinh làm thí nghiệm đun nóng để làm 0,020 kg nước đá (thể rắn) ở \({0^^\circ }{\rm{C}}\) chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở \({100^^\circ }{\rm{C}}.\) Cho nhiệt nóng chảy của nước ở \({0^^\circ }{\rm{C}}\) là \(3,{34.10^5}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}\); nhiệt dung riêng của nước là \(4,20\;{\rm{kJ}}/{\rm{kgK}}\); nhiệt hoá hơi riêng của nước ở \({100^^\circ }{\rm{C}}\) là \(2,26 \cdot {10^6}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}.\) Bỏ qua hao phí toả nhiệt ra môi trường. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

a) Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 0,020 kg nước đá tại nhiệt độ nóng chảy là 6860 J.

b) Nhiệt lượng cần thiết để đưa 0,020 kg nước từ \({0^^\circ }{\rm{C}}\) đến \({100^^\circ }{\rm{C}}\) là 8600 J.

c) Nhiệt lượng cần thiết để làm hoá hơi hoàn toàn 0,020 kg nước ở \({100^^\circ }{\rm{C}}\) là 42500 J.

d) Nhiệt lượng để làm 0,020 kg nước đá (thể rắn) ở \({0^^\circ }{\rm{C}}\) chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở \({100^^\circ }{\rm{C}}\) là 60280 J.