Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai Một học sinh làm thí nghiệm đun nóng để làm 0,020 kg nước đá (thể rắn) ở ${0^o }{\rm{C}}$ chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở ${100^o }{\rm{C}}.$ Cho nhiệt nóng chảy của nước ở ${0^o }{\rm{C}}$ 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 ${100^o }{\rm{C}}$ 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?

Câu 1:

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?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Hiện tượng chuyển động Brown là hiện tượng các hạt keo (ở đây là các hạt khói) chuyển động không ngừng, hỗn độn do va chạm với các phân tử chất lỏng (ở đây là không khí).
Do đó, đáp án đúng là: Các hạt khói chuyển động hỗn loạn.

Câu 2:

Nội năng của vật nào tăng lên nhiều nhất khi thả rơi bốn vật bằng thiếc, nhôm, niken, sắt có cùng thể tích từ cùng một độ cao xuống đất (coi như toàn bộ độ giảm cơ năng chuyển hết thành nội năng của vật)?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Độ giảm cơ năng của vật được thả rơi bằng thế năng của vật. Vật bằng sắt có khối lượng lớn nhất, thế năng lớn nhất nên nội năng của nó tăng lên nhiều nhất.

Câu 3:

Một nhiệt kế thuỷ ngân dùng để đo nhiệt độ trong nhà có phạm vi từ 5 °C đến 50 °C. Một kĩ thuật viên sửa thiết kế của nhiệt kế này để tạo ra nhiệt kế đo nhiệt độ có phạm vi từ 10 °C đến 100 °C. Phát biểu nào sau đây sai?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

- Phạm vi đo mới rộng hơn ( $90^{\circ} \mathrm{C}$ so với $45^{\circ} \mathrm{C}$ ) và nhiệt độ tối đa cao hơn.

- A: Đúng, để chứa được cột thủy ngân nở ra ở $100^{\circ} \mathrm{C}$, ống cần dài hơn.

- C: Đúng, bầu nhỏ hơn sẽ giúp thủy ngân nở it hơn cho cùng một $\Delta t$, giảm độ nhạy để tăng phạm vi đo.

- D: Sai, thay bằng cồn (rượu) sẽ làm nhiệt kế đo được nhiệt độ tối đa thấp hơn $100^{\circ} \mathrm{C}$ (vì cồn sôi ở $\approx 78^{\circ} \mathrm{C}$ ). Thủy ngân là lựa chọn tốt hơn.

Câu 4:

Nhiệt độ của vật nào tăng lên nhiều nhất khi thả rơi bốn vật bằng nhôm, đồng, chì, gang có cùng khối lượng từ cùng một độ cao xuống đất (coi như toàn bộ độ giảm cơ năng dùng để làm nóng vật)?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Ta có công thức tính nhiệt lượng thu vào là:
$Q = mc\Delta T$
Trong đó:

$Q$: Nhiệt lượng thu vào (J)

$m$: Khối lượng của vật (kg)

$c$: Nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K)

$\Delta T$: Độ tăng nhiệt độ (K hoặc °C)

Vì toàn bộ cơ năng giảm xuống chuyển thành nhiệt năng làm nóng vật, nên $Q$ là như nhau cho tất cả các vật.
Ta cần tìm vật có $\Delta T$ lớn nhất. Từ công thức trên, ta có:
$\Delta T = \frac{Q}{mc}$
Vì $Q$ và $m$ là như nhau cho tất cả các vật, nên $\Delta T$ tỉ lệ nghịch với $c$. Vật nào có $c$ nhỏ nhất thì $\Delta T$ lớn nhất.
So sánh nhiệt dung riêng của các vật:

Nhôm: 880 J/kg.K

Đồng: 380 J/kg.K

Chì: 120 J/kg.K

Gang: 550 J/kg.K

Chì có nhiệt dung riêng nhỏ nhất, do đó vật bằng chì sẽ có độ tăng nhiệt độ lớn nhất.

Câu 5:

Hình vẽ là đồ thị phác họa sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian trong quá trình chuyển thể từ rắn sang lỏng của chất rắn kết tinh và của chất rắn vô định hình tương ứng lần lượt là:

Hình vẽ là đồ thị phác họa sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian trong quá trình chuyển thể từ rắn sang lỏng của chất rắn kết tỉh và của chất rắn vô định hình tương ứng lần lượt là: (ảnh 1)

Lời giải:

Đáp án đúng: A

+ Khi nung nóng liên tục một vật rắn kết tinh, nhiệt độ của vật rắn tăng dần. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ nóng chảy thì vật bắt đầu chuyển sang thể lỏng và trong suốt quá trình này nhiệt độ của vật không đổi.

Khi toàn bộ vật rắn đã chuyển sang thể lỏng, nếu tiếp tục cung cấp nhiệt lượng thì nhiệt độ của vật sẽ tiếp tục tăng (đường 3).

+ Khi nung nóng liên tục vật rắn vô định hình, vật rắn mềm đi và chuyển dần sang thể lỏng một cách liên tục. Trong quá trình này, nhiệt độ của vật tăng lên liên tục.

Do đó, vật rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định (đường 2).

Đáp án: đường (3) và đường (2).

Câu 6:

Nếu thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh thì khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 30 J. Xác định độ thay đổi nội năng của khí trong xilanh

Lời giải: