**Câu 41:**
Để tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng 0,5 kg nước từ 20°C đến 100°C, ta sử dụng công thức:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
Trong đó:
- \( Q \) là nhiệt lượng (J)
- \( m \) là khối lượng nước (kg)
- \( c \) là nhiệt dung riêng của nước (J/kg.K)
- \( \Delta T \) là sự thay đổi nhiệt độ (K)
Áp dụng vào bài toán:
- \( m = 0,5 \, \text{kg} \)
- \( c = 4200 \, \text{J/kg.K} \)
- \( \Delta T = 100 - 20 = 80 \, \text{K} \)
Tính toán:
\[ Q = 0,5 \cdot 4200 \cdot 80 = 168000 \, \text{J} \]
Chuyển đổi sang kJ:
\[ Q = \frac{168000}{1000} = 168 \, \text{kJ} \]
**Đáp án:** Cần 168 kJ nhiệt lượng.
---
**Câu 42:**
Áp dụng định luật Boyle cho khí lý tưởng, ta có:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
Trong đó:
- \( P_1 = 101,7 \times 10^3 \, \text{Pa} \)
- \( V_1 = 2,4 \, \text{lít} \)
- \( P_2 = 101,01 \times 10^3 \, \text{Pa} \)
- \( V_2 \) là dung tích khi hít vào (lít)
Thay vào công thức:
\[ 101,7 \times 10^3 \cdot 2,4 = 101,01 \times 10^3 \cdot V_2 \]
Giải phương trình:
\[ V_2 = \frac{101,7 \times 10^3 \cdot 2,4}{101,01 \times 10^3} \]
Tính toán:
\[ V_2 \approx \frac{243,96}{101,01} \approx 2,41 \, \text{lít} \]
**Đáp án:** Dung tích của phổi khi hít vào là khoảng 2,41 lít.
---
**Câu 43:**
Áp dụng định luật Charles cho khí lý tưởng:
\[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \]
Trong đó:
- \( V_1 = 22,4 \, \text{lít} \)
- \( T_1 = 273 + 0 = 273 \, \text{K} \)
- \( T_2 = 273 + 25 = 298 \, \text{K} \)
- \( V_2 \) là thể tích ở nhiệt độ 25°C.
Thay vào công thức:
\[ \frac{22,4}{273} = \frac{V_2}{298} \]
Giải phương trình:
\[ V_2 = \frac{22,4 \cdot 298}{273} \]
Tính toán:
\[ V_2 \approx \frac{6687,2}{273} \approx 24,5 \, \text{lít} \]
**Đáp án:** Thể tích của một mol khí ở 25°C là khoảng 24,5 lít.
---
**Câu 44:**
Áp dụng định luật Boyle cho khí lý tưởng:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
Trong đó:
- \( P_1 = 40 \, \text{atm} \)
- \( V_1 \) là thể tích ban đầu (không biết)
- \( V_2 = \frac{1}{2} V_1 \) (khi một nửa lượng khí thoát ra)
- \( T_1 = 27°C = 300 \, \text{K} \)
- \( T_2 = 12°C = 285 \, \text{K} \)
Áp dụng định luật Charles:
\[ \frac{P_1 \cdot V_1}{T_1} = \frac{P_2 \cdot \frac{1}{2} V_1}{T_2} \]
Giải phương trình:
\[ P_2 = \frac{P_1 \cdot T_2}{T_1} \cdot \frac{1}{2} \]
Tính toán:
\[ P_2 = \frac{40 \cdot 285}{300} \cdot \frac{1}{2} \]
\[ P_2 = \frac{11400}{300} \cdot \frac{1}{2} = 19 \, \text{atm} \]
**Đáp án:** Áp suất khí còn lại trong bình là 19 atm.
---
**Câu 45:**
Áp dụng định luật Boyle và Charles:
\[ P_1 \cdot V_1 / T_1 = P_2 \cdot V_2 / T_2 \]
Trong đó:
- \( P_1 = 175 \, \text{atm} \)
- \( V_1 = 2 \, \text{dm}^3 \)
- \( T_1 = 47°C = 320 \, \text{K} \)
- \( P_2 = 21 \, \text{atm} \)
- \( V_2 = 0,2 \, \text{dm}^3 \)
- \( T_2 \) là nhiệt độ cần tìm.
Thay vào công thức:
\[ \frac{175 \cdot 2}{320} = \frac{21 \cdot 0,2}{T_2} \]
Giải phương trình:
\[ T_2 = \frac{21 \cdot 0,2 \cdot 320}{175 \cdot 2} \]
Tính toán:
\[ T_2 = \frac{1344}{350} \approx 3,84 \, \text{K} \]
Chuyển đổi sang độ Celsius:
\[ T_2 = 3,84 - 273 \approx 3,84 \, \text{°C} \]
**Đáp án:** Nhiệt độ của hỗn hợp khí nén là khoảng 3,84 °C.
---
**Câu 46:**
Để tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy 5 kg chì, ta cần tính nhiệt lượng để làm nóng chì từ 27°C đến 327°C và nhiệt lượng để làm nóng chảy chì.
1. Tính nhiệt lượng để làm nóng chì:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
Trong đó:
- \( m = 5 \, \text{kg} \)
- \( c = 130 \, \text{J/kg.K} \)
- \( \Delta T = 327 - 27 = 300 \, \text{K} \)
Tính toán:
\[ Q_1 = 5 \cdot 130 \cdot 300 = 195000 \, \text{J} \]
2. Tính nhiệt lượng để làm nóng chảy chì:
\[ Q_2 = m \cdot L \]
Trong đó:
- \( L = 0,25 \times 10^5 \, \text{J/kg} = 25000 \, \text{J/kg} \)
Tính toán:
\[ Q_2 = 5 \cdot 25000 = 125000 \, \text{J} \]
3. Tổng nhiệt lượng:
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 195000 + 125000 = 320000 \, \text{J} \]
Chuyển đổi sang kJ:
\[ Q_{total} = \frac{320000}{1000} = 320 \, \text{kJ} \]
**Đáp án:** Cần 320 kJ nhiệt lượng để làm nóng chảy hoàn toàn 5 kg chì.