28 câu hỏi 60 phút
Khi ta nhấn và giữ nút của bình xịt côn trùng, hóa chất trong bình sẽ được phun ra liên tục như hình bên. Nguyên nhân của hiện tượng này là
áp suất khí quyển đẩy hóa chất ra ngoài
lực hấp dẫn hút hóa chất ra ngoài
áp suất của khí nén trong bình đẩy hóa chất ra ngoài
sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài bình
Bên trong bình xịt côn trùng, ngoài hóa chất ra còn có một lượng khí nén có áp suất cao hơn áp suất khí quyển nhiều lần. Khi ta nhấn nút, ta mở đường cho khí nén đẩy hóa chất ra ngoài qua ống dẫn nhỏ, phun ra thành các tia nhỏ hoặc dạng sương.
Bên trong bình xịt côn trùng, ngoài hóa chất ra còn có một lượng khí nén có áp suất cao hơn áp suất khí quyển nhiều lần. Khi ta nhấn nút, ta mở đường cho khí nén đẩy hóa chất ra ngoài qua ống dẫn nhỏ, phun ra thành các tia nhỏ hoặc dạng sương.
Đồ thị thực nghiệm ở hình bên dưới biểu diễn sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian trong quá trình chuyển thể của benzene. Cho biết ở 12°C, benzene ở thể lỏng.
Quá trình chuyển thể của benzene tương ứng với đồ thị thực nghiệm trên là quá trình nào?
Dựa vào đồ thị ta thấy, nhiệt độ của benzene giảm đến 6 °C rồi không đổi trong một khoảng thời gian. Sau đó nhiệt độ của benzene tiếp tục giảm. Mà ở 12 °C benzene ở thể lỏng nên đây là quá trình đông đặc.
Dựa vào đồ thị ta thấy, trong khoảng thời gian từ thời điểm 2 phút 15 giây đến thời điểm 4 phút 7 giây (trong 1 phút 52 giây) nhiệt độ của benzene luôn bằng 6 °C (mà benzene ở thể lỏng khi ở 12 °C) nên benzene đang diễn ra sự chuyển thể từ thể lỏng sang thể rắn (benzene tồn tại ở thể lỏng và rắn), nhiệt độ nóng chảy của benzene là 6 °C và benzene là chất rắn kết tinh.
Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trong ấm:
\(Q=\left( {{m}_{m}}.{{c}_{th}}+{{m}_{n}}.{{c}_{n}} \right)\left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)=\left( 0,4.460+1,2.4200 \right).\left( 100-25 \right)=391800\) J.
Thời gian để đun sôi lượng nước trong ấm là:
Do điện năng chuyển hóa hoàn toàn thành năng lượng nhiệt truyền cho ấm và nước nên ta có:
\(A=Q\) \(\mathcal{P}.t=Q\) \(t=\dfrac{Q}{\mathcal{P}}=\dfrac{391800}{1500}=261,2~s\approx 4,4\) phút.
Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử thực hiện quá trình biến đổi trạng thái có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V như hình vẽ bên dưới. Biết \(\text{p}={{5.10}^{5}}\) Pa và \(\text{V}={{4.10}^{-3}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ }{{\text{m}}^{3}}\). Nội năng của khí lí tưởng đơn nguyên tử được xác định bằng biểu thức \(\text{U}=\dfrac{3}{2}\text{nRT}\).
Động năng tịnh tiến trung bình của các nguyên tử khí lí tưởng ở trạng thái (1) xấp xỉ bằng
Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử thực hiện quá trình biến đổi trạng thái có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V như hình vẽ bên dưới. Biết \(\text{p}={{5.10}^{5}}\) Pa và \(\text{V}={{4.10}^{-3}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ }{{\text{m}}^{3}}\). Nội năng của khí lí tưởng đơn nguyên tử được xác định bằng biểu thức \(\text{U}=\dfrac{3}{2}\text{nRT}\).
Trong quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (3), nội năng của khối khí lí tưởng
Một học sinh thực hiện thí nghiệm xác định nhiệt dung riêng của thanh đồng bằng phương pháp cân bằng nhiệt. Các dữ kiện được xác định sau:
· Thanh đồng có khối lượng \({{\text{m}}_{1}}=150\) g, được nung nóng đến nhiệt độ \({{\text{t}}_{1}}=100\) °C.
· Nước trong nhiệt lượng kế có khối lượng \({{\text{m}}_{2}}=250\) g và nhiệt độ ban đầu \({{\text{t}}_{2}}=25\) °C.
Sau khi thả thanh đồng vào nước, học sinh ghim nhiệt kế vào nước và quan sát. Khi giá trị của nhiệt kế không thay đổi nữa và hiển thị 28 °C.
Cho nhiệt dung riêng của nước là \({{\text{c}}_{\text{n}\text{c}}}=4200\) J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường bên ngoài. Gọi \({{\text{c}}_{\text{}\text{ng}}}\) (J/(kg.K)) và \({{\text{t}}_{\text{cb}}}\) (°C) lần lượt là nhiệt dung riêng của đồng và nhiệt độ của hệ khi xảy ra cân bằng nhiệt
Nhiệt lượng do thanh đồng tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào
Công thức dùng để tính nhiệt dung riêng của đồng là \({{\text{c}}_{\text{}\text{ng}}}=\dfrac{{{\text{m}}_{2}}.{{\text{c}}_{\text{n}\text{c}}}.\left( {{\text{t}}_{\text{cb}}}-{{\text{t}}_{2}} \right)}{{{\text{m}}_{1}}.\left( {{\text{t}}_{1}}-{{\text{t}}_{\text{cb}}} \right)}\)
Giá trị nhiệt dung riêng của đồng thu được trong thí nghiệm xấp xỉ bằng 233 J/(kg.K)
Nếu tính đến sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường thì giá trị nhiệt dung riêng tính được của đồng sẽ nhỏ hơn so với giá trị thực tế
Một xi lanh thẳng đứng có một đầu kín và một đầu hở, bên trong có chứa một lượng khí hydrogen (xem là khí lí tưởng). Xi lanh được đậy kín nhờ một pit tông nhẹ, phía trên pit tông có một cột chất lỏng như hình vẽ bên. Lượng khí hydrogen luôn được cung cấp nhiệt chậm để giãn nở đẩy pit tông di chuyển từ từ. Khi toàn bộ chất lỏng bị tràn ra ngoài thì nhiệt lượng mà lượng khí hydrogen đã nhận được là 119 J. Biết rằng, thể tích ban đầu của chất lỏng bằng một nửa thể tích của lượng khí hydrogen và bằng thể tích của phần không khí chiếm trong xi lanh. Áp suất của cột chất lỏng là \(\dfrac{1}{9}{{\text{p}}_{0}}\) với \({{\text{p}}_{0}}={{10}^{5}}\) Pa là áp suất khí quyển. Bỏ qua mọi ma sát. Biết nội năng của n mol khí hydrogen ở nhiệt độ T (K) là \(\text{U}=\dfrac{5}{2}\text{nRT}\). Độ lớn công mà khối khí lí tưởng thực hiện để biến đổi từ trạng thái A sang trạng thái B bằng diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị biểu diễn sự biến đổi của áp suất theo thể tích \(\text{p}=\text{p}\left( \text{V} \right)\), trục hoành và hai đường thẳng \(\text{V}={{\text{V}}_{\text{A}}}\) và \(\text{V}={{\text{V}}_{\text{B}}}\).
Trong quá trình pit tông bắt đầu di chuyển đến khi chất lỏng bắt đầu tràn ra ngoài, áp suất của lượng khí hydrogen không đổi. Sau đó, áp suất của lượng khí hydrogen giảm dần cho đến khi toàn bộ lượng chất lỏng bị tràn ra ngoài
Thể tích ban đầu của lượng khí hydrogen là 0,36 lít
Công mà lượng khí hydrogen đã thực hiện cho đến khi toàn bộ chất lỏng bị tràn ra ngoài có độ lớn bằng 19,5 J
Người ta chế tạo một máy ấp trứng gà bằng thùng xốp kín được bọc cách nhiệt, có một lỗ nhỏ gắn quạt. Bên trong thùng có một bóng đèn sợi đốt, dùng để cung cấp nhiệt cho khối khí trong thùng (xem là khí lí tưởng). Khi đèn sáng, quạt cũng được bật để giúp nhiệt độ trong thùng được tăng đều (khi đó có thể xem thùng là kín, không trao đổi chất với bên ngoài).
Biết nhiệt độ và khối khí khi đèn bắt đầu mở là 27 °C và 140 g. Khi đạt đến nhiệt độ yêu cầu, cảm biến nhiệt sẽ truyền tín hiệu cho bảng điều khiển để tắt đèn và quạt. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bóng đèn và thùng xốp. Biết nhiệt dung riêng của không khí là 1005 J/(kg.K).
Trên bóng đèn sợi đốt có ghi 220 V – 40 W. Biết điện áp giữa hai đầu bóng đèn này có đồ thị biểu diễn sự biến thiên của điện áp theo thời gian u(t) như hình vẽ bên dưới.
Tần số của dòng điện chạy qua bóng đèn là 50 Hz
Biểu thức cường độ dòng điện tức thời chạy qua bóng đèn là \(\text{i}=2\sqrt{2}\cos \left( 100\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ t}+\dfrac{\pi }{2} \right)\) (A)
Để nhiệt độ khối khí trong thùng xốp đạt 37 °C (khi thùng trống) thì thời gian đèn sợi đốt phát sáng xấp xỉ bằng 35 s
Cho phản ứng hạt nhân \({}_{1}^{3}\text{T}+{}_{1}^{2}\text{D}\to {}_{2}^{4}\text{He}+{}_{0}^{1}\text{n}\). Khối lượng của các hạt nhân \({}_{1}^{3}\text{T}\); \({}_{1}^{2}\text{D}\); \({}_{2}^{4}\text{He}\) và hạt neutron lần lượt là \({{\text{m}}_{\text{T}}}=3,01605\text{u}\); \({{\text{m}}_{\text{D}}}=2,0141104\text{u}\); \({{\text{m}}_{\text{He}}}=4,0026\text{u}\) và \({{\text{m}}_{\text{n}}}=1,00867\text{u}\). Lấy \(1\text{u}{{\text{c}}^{2}}=931,5\) MeV; \(1\text{eV}=1,{{6.10}^{-19}}\) J. Biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là \(\text{q}=1,{{25.10}^{7}}\) J/kg
Năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân trên xấp xỉ bằng 17,6 MeV
Năng lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá là \(1,{{25.10}^{4}}\) J
Cần đốt cháy hoàn toàn \(2,{{112.10}^{14}}\) tấn than đá để có năng lượng tỏa ra tương đương năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân trên khi tổng hợp được 1g He