Hình vẽ mô tả thí nghiệm của nhà vật lý Joule về mối liên hệ giữa công, nội năng và nhiệt lượng (SKG Vật Lí 12 KNTT trang 12). Thí nghiệm này là cơ sở thực nghiệm hình thành định luật I của nhiệt động lực học.

Hình bên dưới là sơ đồ nguyên lí hoạt động của một máy sưởi dùng nước nóng. Nước nóng được bơm vào ống bên trong máy, hệ thống tản nhiệt được gắn với ống này. Không khí lạnh được hút vào trong máy sưởi bằng quạt và được làm ấm lên nhờ hệ thống tản nhiệt. Mỗi giờ có 575 kg nước nóng được bơm qua máy. Biết nhiệt độ của nước giảm 5,0 °C khi đi qua máy; nhiệt dung riêng của nước là c = 4180 J/(kg.K).

Nhiệt lượng tỏa ra từ nước trong mỗi giờ là

Một khối khí lí tưởng được chứa trong một xi lanh nằm ngang cố định, được đậy kín bằng một pit tông có thể chuyển động. Khi khối khí trong xi lanh hấp thụ một nhiệt lượng 400 J, nó giãn nở và đẩy pit tông di chuyển đều. Quá trình biến đổi trạng thái của khối khí được biểu diễn bằng một đồ thị như hình bên dưới. Biết áp suất khí quyển là \({{\text{p}}_{0}}={{10}^{5}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ Pa}\), tiết diện của pit tông là \(\text{S}=50\text{ }\!\!~\!\!\text{ c}{{\text{m}}^{2}}\).

Trong quá trình biến đổi trạng thái của khối khí từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), độ biến thiên nội năng của khối khí bằng  

Đổ một lượng chất lỏng thứ nhất có khối lượng m, nhiệt dung riêng c, nhiệt độ t1 vào một chất lỏng thứ hai có khối lượng 2m, nhiệt dung riêng \(c/2\), nhiệt độ t₂ với t₂ > t₁. Hai chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau.

Hệ thức của nguyên lí I nhiệt động lực học có dạng ΔU = Q ứng với quá trình nào được vẽ ở đồ thị hình bên?

Một vật đang được làm lạnh sao cho thể tích của vật không thay đổi. Nội năng của vật

Nội năng của một vật là

Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm với lực đẩy 20 N. Tính độ biến thiên nội năng của khí.

Hình bên là sơ đồ thí nghiệm của Joule, thí nghiệm này có thể minh họa cho định luật I của nhiệt động lực học. Khi hai vật nặng chuyển động làm cho trục quay quay, kéo theo các cánh cản quay, dẫn đến nước trong bình có nhiệt độ tăng lên. Như vậy, nước trong bình nhận công và

Một nhóm học sinh tìm hiểu về mối liên hệ giữa sự thay đổi nội năng của một khối khí xác định và nhiệt độ của nó. Họ đã thực hiện các nội dung sau: (I) Chuẩn bị các dụng cụ: Xilanh có pit-tông và cảm biến nhiệt độ (hình vẽ); (II) Họ cho rằng khi làm thay đổi nội năng của khối khí trong xilanh bằng cách tăng, giảm thể tích thì nhiệt độ của khối khí thay đổi; (III) Họ đã làm thí nghiệm nén khối khí trong xilanh và thu được kết quả là nhiệt độ khối khí tăng lên; (IV) Họ kết luận rằng thí nghiệm này đã chứng minh được nội dung ở (II). 

Nội năng của khối khí giảm 15 J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 35 J. Khi đó, khối khí đã:

Một khối khí chứa trong xi lanh nhận một nhiệt lượng 100 J, khối khí nở ra và sinh một công 70 J đẩy pit tông di chuyển. Bỏ qua ma sát giữa pit tông và xi lanh. Nội năng của khối khí đã

Nội năng của một vật gồm tổng …(1)… phân tử và …(2)… của phân tử cấu tạo nên vật. (1) và (2) lần lượt là

Người ta truyền cho một khối khí nhiệt lượng 900 J, khối khí nhận nhiệt đồng thời thực hiện một công 400 J. Khi đó nội năng của khối khí đó thay đổi như thế nào so với lúc đầu?

Một khối khí lí tưởng được chứa trong xi lanh có pit tông di chuyển được. Khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 400 J khối khí dãn nở và đẩy pit tông di chuyển, làm thể tích của khối khí tăng thêm 0,4 lít. Biết áp suất của khối khí là \({{2.10}^{5}}\) Pa và không đổi trong quá trình khối khí dãn nở.

Độ biến thiên nội năng của khối khí bằng

Một hệ gồm một khối khí xác định nằm trong xi-lanh và piston kín chuyển động bên trong xi-lanh. Lực ma sát giữa piston và xi-lanh 9N. Khối khí nhận nhiệt lượng 0,45 J và nội năng của nó không thay đổi. Piston đã di chuyển đều bên trong xi-lanh một khoảng bằng bao nhiêu cm?

Trong một phòng tắm, có một vòi hoa sen với nhiều lỗ phun nước nhỏ. Tổng diện tích các lỗ phun nước là S = 10 mm² (thông số kỹ thuật do nhà sản xuất cung cấp). Trước khi ra khỏi vòi hoa sen, nước chảy qua một bộ phận đun nóng trực tiếp. Biết công suất tiêu thụ điện của bộ đun này là P = 2,8 kW; hiệu suất của bộ đun nóng là H = 95%; khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m³; nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/(kg.K); nhiệt độ của nước trước khi chảy vào bộ đun là \({{\text{t}}_{1}}\) = 20 °C và khi phun ra khỏi vòi hoa sen là \({{\text{t}}_{2}}\) = 36 °C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt của nước ra môi trường. Xét trong khoảng thời gian 10 phút xả nước.

Một lò nung đang bị hư màn hình hiển thị nhiệt độ lò. Để xác định nhiệt độ của lò nung, một người công nhân đã lấy một mẫu sắt 100 g đang nung trong lò ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa \(1,06 \mathrm{~kg}\) nước ở \(25^{\circ} \mathrm{C}\), khi có cân bằng nhiệt xảy ra thì nhiệt độ của nước là \(35^{\circ} \mathrm{C}\). Biết nhiệt dung riêng của sắt và nước lần lượt là \(460 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\) và \(4200 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và nhiệt lượng kế; sự bay hơi của nước. Tính nhiệt độ của lò nung theo đơn vị Kelvin (làm tròn đến hàng đơn vị).

Trong hệ thống làm mát của động cơ nhiệt, động cơ làm mát nhờ dòng chảy tuần hoàn của nước đi vào các chi tiết cần làm mát hấp thu nhiệt và đi ra các ống làm mát để giảm nhiệt độ. Cho rằng nhiệt độ của dòng nước khi đi ra khỏi các chi tiết cần làm mát là \(56^{\circ} \mathrm{C}\). Mỗi giờ có 50 kg nước bơm qua, biết nhiệt độ của nước trước khi vào máy là \(35^{\circ} \mathrm{C}\); nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K.

Nhiệt lượng mà nước thu vào trong mỗi giờ là

Máy đun nước nóng tự động có công suất định mức 2 000 W . Nước được làm nóng khi đi qua buồng đốt của bình. Nước chảy qua buồng đốt với lưu lượng 30 lít/giờ. Cho nhiệt dung riêng, khối lượng riêng, khối lượng mol của nước lần lượt là \(4180 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K}), 997\) \(\mathrm{kg} / \mathrm{m}^{3}, 18 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}\).

Nếu nhiệt độ của nước khi đi vào buồng đốt là \(20^{\circ} \mathrm{C}\) thì nhiệt độ của nước khi ra khỏi buồng đốt là bao nhiêu \({ }^{\circ} \mathrm{C}\) (làm tròn đến hàng phần mười), khi máy hoạt động đúng công suất định mức? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.

Trong một máy cấp nước nóng dùng điện, bộ phận làm nóng hoạt động như một điện trở có công suất định mức là 2,2 kW ở điện áp 220 V.

Cường độ dòng điện hiệu dụng là bao nhiêu ampe (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?