Tường phẳng lò hơi được cấu tạo bằng hai lớp vật liệu, lớp gạch samốt dày \({\delta _1}\) = 150mm, lớp gạch đỏ dày \({\delta _2}\) = 300mm, hệ số dẫn nhiệt \({\lambda _1}\) = 0,93W/(m.độ), \({\lambda _2}\) = 0,7W/(m.độ), biết nhiệt độ trong cùng và bề mặt ngoài cùng vẫn duy trì không đổi là 1500°C và 70°C. Tính mật độ dòng nhiệt q (W/m² ) bằng:

Để tính mật độ dòng nhiệt q (W/m²) qua tường phẳng lò hơi, ta sử dụng công thức cho truyền nhiệt qua các lớp vật liệu nối tiếp:

q = (T₁ - T₂) / (R₁ + R₂)

Trong đó:

* T₁ là nhiệt độ bề mặt trong cùng (900°C).
* T₂ là nhiệt độ bề mặt ngoài cùng (50°C).
* R₁ là nhiệt trở của lớp gạch samốt, R₁ = δ₁ / λ₁ = 0.1 m / 0.93 W/(m.độ) ≈ 0.1075 °C.m²/W.
* R₂ là nhiệt trở của lớp gạch đỏ, R₂ = δ₂ / λ₂ = 0.2 m / 0.7 W/(m.độ) ≈ 0.2857 °C.m²/W.

Vậy:

R₁ + R₂ = 0.1075 + 0.2857 = 0.3932 °C.m²/W

q = (900 - 50) / 0.3932 = 850 / 0.3932 ≈ 2161.76 W/m²

Do đó, giá trị gần nhất với kết quả tính toán là 2162 W/m².

Tiêu chuẩn Reynolds (Re) là một số không thứ nguyên được sử dụng trong động lực học chất lưu để dự đoán chế độ chảy (tức là, chảy tầng hoặc chảy rối). Nó là tỷ số giữa lực quán tính và lực nhớt. Do đó, nó đặc trưng cho chế độ chuyển động của chất lưu.

Dòng bức xạ là năng lượng bức xạ truyền qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. Đơn vị đo của nó là Watt trên mét vuông (W/m²). Watt (W) là đơn vị đo công suất, Joule (J) là đơn vị đo năng lượng, J/m² là đơn vị năng lượng trên một đơn vị diện tích, không phải dòng bức xạ.

Định luật thứ nhất của nhiệt động lực học phát biểu rằng: "Độ biến thiên nội năng của một hệ nhiệt động bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được." Phát biểu này có thể được diễn đạt theo nhiều cách khác nhau, nhưng ý nghĩa cốt lõi là sự bảo toàn năng lượng.

- Phương án 1: "Trong một hệ kín, nhiệt lượng trao đổi không thể chuyển hóa hoàn toàn thành công, một phần làm biến đổi nội năng của hệ." Phát biểu này đúng vì nó phản ánh sự thật là không phải tất cả nhiệt lượng đều chuyển thành công, một phần sẽ làm tăng nội năng của hệ.

- Phương án 2: "Trong một hệ nhiệt động, nếu lượng công và nhiệt trao đổi giữa chất môi giới với môi trường không cân bằng nhau thì nhất định làm thay đổi nội năng của hệ, và do đó, làm thay đổi trạng thái của hệ." Phát biểu này cũng đúng, nó nhấn mạnh mối quan hệ giữa công, nhiệt và nội năng, cũng như ảnh hưởng của chúng đến trạng thái của hệ.

- Phương án 3: "Công có thể biến đổi hoàn toàn thành nhiệt, nhiệt không thể biến đổi hoàn toàn thành công." Đây là một cách diễn đạt khác của định luật bảo toàn năng lượng và định luật thứ hai của nhiệt động lực học (về entropy). Công có thể chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt (ví dụ, ma sát), nhưng nhiệt không thể chuyển hóa hoàn toàn thành công mà không có sự thay đổi nào khác trong hệ hoặc môi trường (do entropy luôn tăng).

Vì cả ba phát biểu đều đúng và phản ánh các khía cạnh khác nhau của định luật thứ nhất của nhiệt động lực học, phương án đúng là phương án 4.

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái của khí lý tưởng, trong đó nhiệt độ không đổi (T = const). Phương trình của quá trình đẳng nhiệt là pV = const. Trong quá trình đa biến, phương trình có dạng pV^n = const, trong đó n là số mũ đa biến. Để quá trình đa biến trở thành quá trình đẳng nhiệt, ta cần n = 0 không đúng vì pV⁰ = p = const, n = 1: pV¹ = pV = const, điều này phù hợp với quá trình đẳng nhiệt. Các đáp án khác không đúng vì n = k (k là chỉ số đoạn nhiệt) ứng với quá trình đoạn nhiệt, và n = ± ∞ ứng với quá trình đẳng tích.