Giải chi tiết

**Câu 1: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để 200g nước hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ $100^\circ C$.** Để tính nhiệt lượng cần cung cấp để nước hóa hơi, ta sử dụng công thức: \[ Q = m \cdot L \] Trong đó: - \( Q \) là nhiệt lượng (J) - \( m \) là khối lượng nước (kg) - \( L \) là nhiệt hóa hơi riêng của nước (J/kg) Cho đề bài: - Khối lượng nước \( m = 200g = 0.2kg \) - Nhiệt hóa hơi riêng của nước \( L = 2.3 \times 10^6 J/kg \) Thay các giá trị vào công thức: \[ Q = 0.2 \cdot 2.3 \times 10^6 = 460000 J \] Chuyển đổi sang kJ: \[ Q = \frac{460000}{1000} = 460 kJ \] **Đáp án: 460 kJ** --- **Câu 2: Độ biến thiên nội năng của khối khí là bao nhiêu?** Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: \[ Q = \Delta U + A \] Trong đó: - \( Q \) là nhiệt lượng cung cấp (J) - \( \Delta U \) là độ biến thiên nội năng (J) - \( A \) là công thực hiện (J) Cho đề bài: - \( Q = 200 J \) - \( A = 70 J \) Thay vào công thức: \[ 200 = \Delta U + 70 \] Giải phương trình: \[ \Delta U = 200 - 70 = 130 J \] **Đáp án: 130 J** --- **PHẦN IV. TỰ LUẬN** **Câu 1: Tính áp suất khí trong xi-lanh.** Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: \[ Q = \Delta U + A \] Cho đề bài: - \( Q = 200 J \) - \( \Delta U = 160 J \) - \( A = 200 - 160 = 40 J \) Áp suất \( P \) được tính bằng công thức: \[ A = P \cdot S \] Trong đó: - \( S \) là diện tích của pit-tông (m²) Cho đề bài: - Diện tích pit-tông \( S = 16 cm^2 = 16 \times 10^{-4} m^2 \) Thay vào công thức: \[ 40 = P \cdot (16 \times 10^{-4}) \] Giải phương trình: \[ P = \frac{40}{16 \times 10^{-4}} = \frac{40}{0.0016} = 25000 Pa = 25 kPa \] **Đáp án: 25 kPa** --- **Câu 2: Tính nhiệt hóa hơi của nước.** Ta có công thức cân bằng nhiệt: \[ Q_{mới} + Q_{nước} + Q_{nhiệt lượng kế} = 0 \] Trong đó: - \( Q_{mới} = m_{hơi} \cdot L \) - \( Q_{nước} = m_{nước} \cdot c \cdot (T_{cuối} - T_{đầu}) \) - \( Q_{nhiệt lượng kế} = C \cdot (T_{cuối} - T_{đầu}) \) Cho đề bài: - Khối lượng hơi nước \( m_{hơi} = 10 g = 0.01 kg \) - Khối lượng nước \( m_{nước} = 290 g = 0.29 kg \) - Nhiệt độ đầu của nước \( T_{đầu} = 20^\circ C \) - Nhiệt độ cuối \( T_{cuối} = 40^\circ C \) - Nhiệt dung riêng của nước \( c = 4180 J/kg.K \) - Nhiệt dung của nhiệt lượng kế \( C = 46 J/K \) Tính \( Q_{nước} \) và \( Q_{nhiệt lượng kế} \): \[ Q_{nước} = 0.29 \cdot 4180 \cdot (40 - 20) = 0.29 \cdot 4180 \cdot 20 = 24284 J \] \[ Q_{nhiệt lượng kế} = 46 \cdot (40 - 20) = 46 \cdot 20 = 920 J \] Tổng nhiệt lượng: \[ Q_{tổng} = Q_{nước} + Q_{nhiệt lượng kế} = 24284 + 920 = 25204 J \] Áp dụng vào công thức cân bằng nhiệt: \[ 0.01 \cdot L + 25204 = 0 \] Giải phương trình: \[ L = -\frac{25204}{0.01} = -2520400 J/kg \] **Đáp án: Nhiệt hóa hơi của nước là 2520400 J/kg** (hoặc 2.52 MJ/kg).