Câu hỏi:

Áp dụng công thức chuyển đổi tuyến tính giữa hai thang đo:

$\begin{aligned}

&\frac{T_{\mathrm{X}}-T_{\mathrm{X}}, \text { đông }}{T_{\mathrm{X}, \text { sôi }}-T_{\mathrm{X}}, \text { đông }} =\frac{T_{\mathrm{Y}}-T_{\mathrm{Y}}, \text { đông }}{T_{\mathrm{Y}, \text { sôi }}-T_{\mathrm{Y}, \text { đông }}} \\

&\frac{90-20}{220-20} =\frac{T_{\mathrm{Y}}-(-20)}{380-(-20)} \\

&\frac{70}{200}= \frac{T_{\mathrm{Y}}+20}{400} \\

&T_{\mathrm{Y}}+20=140 \Rightarrow T_{\mathrm{Y}}=\mathbf{1 2 0}^{\circ} \mathrm{Y}

\end{aligned}$

Tổng nhiệt lượng cẩn thiết: $Q=Q_{\text {ấm }}+Q_{\text {nước }}=\left(m_{\text {ấm }} c_{\text {thép }}+m_{\mathrm{n}} c_{\mathrm{n}}\right) \cdot \Delta t$

- $m_{\mathrm{n}} \approx 1,8 \mathrm{~kg} . \Delta t=100-25=75 \mathrm{~K}$.

$Q=(0,5 \cdot 460+1,8 \cdot 4180) \cdot 75=581550 \mathrm{~J}$

Thời gian đun: $t=\frac{Q}{P}$

$t=\frac{581550 \mathrm{~J}}{1500 \mathrm{~W}} \approx \mathbf{3 8 7}, \mathbf{7} \text { giây }$

Áp dụng nguyên tắc cân bằng nhiệt: $Q_{\text {tỏa }}=Q_{\text {thu }}$. $t_0=20^{\circ} \mathrm{C}, t_{\mathrm{cb}}=26^{\circ} \mathrm{C}, \Delta t=6 \mathrm{~K}$.

1. Nhiệt lượng thu vào $\left(Q_{\text {thu }}\right)$:

$Q_{\text {thu }}=\left(m_{\text {thép }} c_{\text {thép }}+m_{\text {nước }} c_{\text {nước }}\right) \cdot \Delta t$

$Q_{\text {thu }}=(0,15 \cdot 460+0,7 \cdot 4180) \cdot 6=21570 \mathrm{~J}$

2. Nhiệt độ lò nung ($t_{\text {lò }}$): $Q_{\text {tỏa }}=m_{\text {sắt }} c_{\text {sắt }}\left(t_{\text {lò }}-t_{\mathrm{cb}}\right)$

$0,05 \cdot 460 \cdot\left(t_{\text {lò }}-26\right)=21570 \Rightarrow 23 \cdot\left(t_{\text {lò }}-26\right)=21570$

$t_{\text {lò }}=\frac{21570}{23}+26 \approx \mathbf{9 6 3}, \mathbf{8 3}^{\circ} \mathrm{C}$

Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng nước và ấm nhôm đến $100^\circ C$:

- Nhiệt lượng làm nóng nước: $Q_1 = m_{nước} \cdot c_{nước} \cdot (T_2 - T_1) = 2 \cdot 4200 \cdot (100 - 23) = 2 \cdot 4200 \cdot 77 = 646800 J$

- Nhiệt lượng làm nóng ấm nhôm: $Q_2 = m_{nhôm} \cdot c_{nhôm} \cdot (T_2 - T_1) = 0,65 \cdot 880 \cdot (100 - 23) = 0,65 \cdot 880 \cdot 77 = 44044 J$

Tính nhiệt lượng cần thiết để hóa hơi $400 g$ nước ở $100^\circ C$:

- $Q_3 = m_{hơi} \cdot L = 0,4 \cdot 2,3 \times 10^6 = 920000 J$

Tính tổng nhiệt lượng thực tế thu vào (có ích):

- $Q_{thu} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 646800 + 44044 + 920000 = 1610844 J$

Tính tổng nhiệt lượng mà bếp điện cung cấp (toàn phần):

- Do hiệu suất $H = 80\%$, ta có $Q_{thu} = H \cdot Q_{bếp}$.

- Vậy $Q_{bếp} = \frac{Q_{thu}}{H} = \frac{1610844}{0,8} = 2013555 J$

Tính công suất của bếp điện:

- $P = \frac{Q_{bếp}}{t} = \frac{2013555}{2400} \approx 838,98 W$

A. Có hai cách làm thay đổi nội năng của vật là thực hiện công và truyền nhiệt

Đáp án: Đúng.

Giải thích: Đây là nội dung của Định luật 1 Nhiệt động lực học. Nội năng ($\Delta U$) của một hệ kin thay đổi bằng tổng công $(A)$ mà hệ nhận được và nhiệt lượng $(Q)$ mà hệ nhận được ($\Delta U=A+Q$).

B. Công và nhiệt lượng là hai dạng cụ thể của nội năng

Đáp án: Sai.

Giải thích: Nội năng là năng lượng dự trữ bên trong vật. Công và Nhiệt lượng là hai quá trình (hai cách) để truyền hay trao đổi năng lượng (nội năng) giữa vật và môi trường, chúng không phải là dạng của nội năng.

C. Khi xoa hai bàn tay vào nhau, nội năng của hai bàn tay tăng là do sự truyền nhiệt

Đáp án: Sai.

Giải thích: Nội năng tăng (tay nóng lên) là do sự thực hiện công cơ học (ma sát) chuyển hóa thành nhiệt năng. Đây là sự thay đổi nội năng bằng cách thực hiện công, không phải bằng truyền nhiệt.

D. Nội năng của một chiếc yên xe đạp khi để ngoài trời nắng tăng lên là do sự truyền nhiệt.

Đáp án: Đúng.

Giải thích: Yên xe hấp thụ nhiệt lượng (Q>0) từ bức xạ mặt trời và không khí nóng xung quanh, làm tăng nhiệt độ và nội năng của vật. Đây là hình thức thay đổi nội năng bằng truyền nhiệt.