Câu hỏi:

Đổi đơn vị: $14.5 \text{ kJ} = 14500 \text{ J}$ và $485 \text{ g} = 0.485 \text{ kg}$.

Sử dụng công thức: $Q = mc\Delta T$, trong đó:

• $Q$ là nhiệt lượng truyền vào (J)


• $m$ là khối lượng (kg)


• $c$ là nhiệt dung riêng (J/kg.K)


• $\Delta T$ là độ tăng nhiệt độ (K)

Ta có: $\Delta T = \frac{Q}{mc} = \frac{14500}{0.485 \times 4200} \approx 7.1 \text{ K}$

Gọi:
* $m_d = 80g = 0.08kg$ là khối lượng nước đá
* $m_n = 0.4kg$ là khối lượng nước
* $m_{Al} = 0.2kg$ là khối lượng cốc nhôm
* $t_1 = 0°C$ là nhiệt độ ban đầu của nước đá
* $t_2 = 20°C$ là nhiệt độ ban đầu của nước và cốc nhôm
* $\lambda = 3.4 * 10^5 J/kg$ là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá
* $c_{Al} = 880 J/kg.K$ là nhiệt dung riêng của nhôm
* $c_n = 4180 J/kg.K$ là nhiệt dung riêng của nước
* $t$ là nhiệt độ cuối cùng của hệ

Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tan hoàn toàn:
$Q_1 = m_d * \lambda = 0.08 * 3.4 * 10^5 = 27200 J$

Nhiệt lượng cần thiết để nước đá (sau khi tan) tăng nhiệt độ từ $0°C$ lên $t$:
$Q_2 = m_d * c_n * (t - t_1) = 0.08 * 4180 * (t - 0) = 334.4t$

Nhiệt lượng do nước và cốc nhôm tỏa ra để giảm nhiệt độ từ $20°C$ xuống $t$:
$Q_3 = (m_n * c_n + m_{Al} * c_{Al}) * (t_2 - t) = (0.4 * 4180 + 0.2 * 880) * (20 - t) = (1672 + 176) * (20 - t) = 1848 * (20 - t) = 36960 - 1848t$

Phương trình cân bằng nhiệt:
$Q_1 + Q_2 = Q_3$
$27200 + 334.4t = 36960 - 1848t$
$2182.4t = 9760$
$t = 9760 / 2182.4 \approx 4.47 °C$
Kết quả gần nhất là 5°C hoặc 10°C. Tính toán lại với giả định t = 5°C và t = 10°C, ta thấy t = 5°C chưa đủ để làm tan hết đá. Vậy đáp án gần đúng nhất là 10°C.

Đổi 720 km/h = 200 m/s.

Tốc độ căn quân phương được tính theo công thức: $v_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$

Trong đó:

• $v_{rms}$ là tốc độ căn quân phương (m/s)
• $R$ là hằng số khí lý tưởng ($8.314 J/(mol.K)$)
• $T$ là nhiệt độ (K)
• $M$ là khối lượng mol (kg/mol). Với $CO_2$ thì $M = 0.044 kg/mol$

Ta có: $200 = \sqrt{\frac{3*8.314*T}{0.044}}$

Suy ra: $T = \frac{200^2 * 0.044}{3 * 8.314} \approx 353.7 K$. Vây đáp án gần nhất là 340 K.