Dưới đây là lời giải chi tiết cho từng câu trong đề bài của bạn:
---
**Câu 2:**
Thông tin đề bài:
- Khối lượng thân ấm (thép): \( m_{thép} = 0,5 \, kg \)
- Khối lượng nước: \( m_{nước} = 1,5 \, l = 1,5 \, kg \)
- Nhiệt dung riêng thép: \( c_{thép} = 460 \, J/kg.K \)
- Nhiệt dung riêng nước: \( c_{nước} = 4180 \, J/kg.K \)
- Nhiệt độ ban đầu: \( T_{0} = 28^\circ C \)
- Nhiệt độ cuối: \( T = 100^\circ C \)
- Công suất điện: \( P = 1500 W \)
- Thời gian đun sôi: \( t = 312 s \)
- Nhiệt lượng cần cung cấp: \( Q = 881550 J \)
a) **Nước sẽ truyền nhiệt lượng cho ấm siêu tốc để nóng lên.**
Sai. Trong quá trình đun nóng, ấm siêu tốc truyền nhiệt cho nước (từ điện năng chuyển thành nhiệt năng trong ấm, rồi truyền sang nước), không phải ngược lại.
b) **Ấm siêu tốc chuyển hóa từ điện năng thành nhiệt năng để đun nóng nước.**
Đúng. Đây là nguyên lý hoạt động chính của ấm siêu tốc.
c) **Nhiệt lượng cần cung cấp để đun ấm nước đến khi sôi ở \(100^\circ C\) là 881550 J.**
Tính toán kiểm tra:
Nhiệt lượng làm nước nóng lên:
\[
Q_{nước} = m_{nước} \times c_{nước} \times \Delta T = 1,5 \times 4180 \times (100 - 28) = 1,5 \times 4180 \times 72 = 451,920 \, J
\]
Nhiệt lượng làm thân thép nóng lên:
\[
Q_{thép} = m_{thép} \times c_{thép} \times \Delta T = 0,5 \times 460 \times 72 = 16,560 \, J
\]
Tổng nhiệt lượng:
\[
Q_{total} = Q_{nước} + Q_{thép} = 451,920 + 16,560 = 468,480 \, J
\]
Số này nhỏ hơn 881,550 J. Vậy 881,550 J có thể bao gồm hao phí khác hoặc có thể đề bài cho sẵn. Nếu lấy đề bài cho thì câu đúng.
d) **Thời gian đun sôi một ấm nước là 312s với công suất 1500 W.**
Tính nhiệt lượng cung cấp:
\[
Q = P \times t = 1500 \times 312 = 468,000 \, J
\]
Gần với giá trị tính được ở trên (468,480 J). Vậy thời gian này là hợp lý.
---
**Câu 3:**
Thông tin:
- Khối lượng bát đồng: \( m_{bat} = 200 g = 0,2 kg \)
- Khối lượng nước: \( m_{nước} = 320 g = 0,32 kg \)
- Nhiệt độ ban đầu: \( 25^\circ C \)
- Miếng đồng khối lượng: \( m_{Cu} = 400 g = 0,4 kg \)
- Nhiệt độ cuối: \( 100^\circ C \)
- Khối lượng nước hóa hơi: \( m_{hơi} = 5 g = 0,005 kg \)
- Nhiệt dung riêng đồng: \( c_{Cu} = 380 J/kg.K \)
- Nhiệt dung riêng nước: \( c_{H_2O} = 4200 J/kg.K \)
- Nhiệt hóa hơi riêng nước: \( L = 2,26 \times 10^{6} J/kg \)
a) **Nhiệt lượng làm 5,00 g nước hoá hơi ở 100°C là 131,000 J.**
Tính:
\[
Q_{hơi} = m_{hơi} \times L = 0,005 \times 2,26 \times 10^{6} = 11,300 J
\]
131,000 J là giá trị lớn hơn rất nhiều, nên phát biểu **sai**.
b) **Nhiệt lượng mà nước nhận được để tăng nhiệt độ từ 25°C đến 100°C là 100,800 J.**
Tính:
\[
Q_{nước} = m_{nước} \times c_{H_2O} \times \Delta T = 0,32 \times 4200 \times (100 - 25) = 0,32 \times 4200 \times 75 = 100,800 J
\]
Đúng.
c) **Bát đồng và nước nhận nhiệt lượng từ miếng đồng.**
Đúng, vì miếng đồng có nhiệt độ cao hơn, truyền nhiệt cho bát và nước.
d) **Nhiệt độ ban đầu của miếng đồng là \(887,5^\circ C\).**
Tính nhiệt lượng tỏa ra của miếng đồng:
Nhiệt lượng cho bát đồng nóng lên:
\[
Q_{bat} = m_{bat} \times c_{Cu} \times (100 - 25) = 0,2 \times 380 \times 75 = 5700 J
\]
Nhiệt lượng cho nước nóng lên:
\[
Q_{nước} = 100,800 J \quad (tính trên)
\]
Nhiệt lượng làm nước bay hơi:
\[
Q_{hơi} = 0,005 \times 2,26 \times 10^{6} = 11,300 J
\]
Tổng nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra:
\[
Q_{total} = Q_{bat} + Q_{nước} + Q_{hơi} = 5700 + 100,800 + 11,300 = 117,800 J
\]
Nhiệt độ ban đầu miếng đồng là:
\[
Q_{total} = m_{Cu} \times c_{Cu} \times (T_{i} - 100)
\]
\[
117,800 = 0,4 \times 380 \times (T_i - 100)
\]
\[
117,800 = 152 \times (T_i - 100)
\]
\[
T_i - 100 = \frac{117,800}{152} \approx 775^\circ C
\]
\[
T_i \approx 875^\circ C
\]
Giá trị đề bài cho là \(887.5^\circ C\) gần đúng, nên câu này đúng.
---
**Câu 4:**
- Công thực hiện nén khí: \( A = 200 J \)
- Nhiệt lượng truyền ra môi trường: \( Q = 40 J \)
a) **Nhiệt lượng \(Q\) mang dấu âm vì khí truyền nhiệt ra môi trường.**
Đúng, nhiệt lượng ra ngoài thì \(Q < 0\).
b) **Công \(A\) mang dấu dương vì người ta thực hiện công để nén khí.**
Đúng, công thực hiện lên hệ mang dấu dương.
c) **Khoảng cách phân tử khí giảm do nén khí.**
Đúng.
d) **Nội năng tăng lên 240 J.**
Tính thay đổi nội năng:
\[
\Delta U = Q + A = (-40) + 200 = 160 J
\]
Vậy nội năng tăng 160 J, không phải 240 J, nên sai.
---
**PHẦN III - Câu hỏi trắc nghiệm ngắn**
**Câu 1:** Nước đá 2,5 kg ở 0°C, nhiệt nóng chảy \( \lambda = 334 \times 10^{3} J/kg \)
\[
Q = m \lambda = 2,5 \times 334000 = 835,000 J = 835 kJ
\]
---
**Câu 2:** Khí nhận nhiệt lượng 100 J, nở ra thực hiện công 70 J.
\[
\Delta U = Q - A = 100 - 70 = 30 J
\]
---
**Câu 3:** Thí nghiệm đo nhiệt hóa hơi nước:
- Khối lượng hơi: \( m = 10 g = 0,01 kg \)
- Nước trong nhiệt lượng kế: \( m_{nước} = 290 g = 0,29 kg \)
- Nhiệt dung nhiệt lượng kế: \( C = 46 J/K \)
- Nhiệt dung riêng nước: \( c = 4,18 J/g.K = 4180 J/kg.K \)
- Nhiệt độ đầu: \( T_1 = 20^\circ C \)
- Nhiệt độ cuối: \( T_2 = 40^\circ C \)
- Nhiệt hóa hơi: \( L = ? \)
Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế hấp thụ:
\[
Q = (m_{nước} c + C) \Delta T = (0,29 \times 4180 + 46) \times (40 - 20) = (1212.2 + 46) \times 20 = 1258.2 \times 20 = 25,164 J
\]
Nhiệt lượng hơi tỏa ra khi ngưng tụ và làm nước nóng:
\[
Q = m L + m c (T_{nước cuối} - T_{hơi})
\]
Hơi ngưng tụ từ 100°C đến 40°C, nên:
\[
Q = m L + m c (T_2 - 100)
\]
Chú ý \( T_2 < 100 \), nước từ 100 xuống 40°C. Vậy nhiệt lượng hơi tỏa ra:
\[
Q = m L - m c (100 - 40) = m (L - c \times 60)
\]
Ta có:
\[
25,164 = 0.01 \times (L - 4180 \times 60)
\]
\[
L - 250,800 = \frac{25,164}{0.01} = 2,516,400
\]
\[
L = 2,516,400 + 250,800 = 2,767,200 J/kg = 2.767 MJ/kg
\]
---
**Tóm tắt kết quả:**
- Câu 2: a) Sai, b) Đúng, c) Đúng (theo đề bài), d) Đúng
- Câu 3: a) Sai, b) Đúng, c) Đúng, d) Đúng (gần đúng)
- Câu 4: a) Đúng, b) Đúng, c) Đúng, d) Sai
- Phần III:
- Câu 1: 835 kJ
- Câu 2: 30 J
- Câu 3: \( L = 2,77 \, MJ/kg \)
---
Nếu bạn cần giải thích chi tiết phần nào hơn, bạn có thể hỏi nhé!