Title Chủ đề 1 Vật lí nhiệt - HS.docx ✅

1 BÀI TOÁN THỰC TẾ - THỰC NGHIỆM – MÔ PHỎNG TRÀ ĐÁ VỈA HÈ Trà đá vỉa hè đã là một nét đặc trưng riêng của phố cổ Hà Nội. Cho trà vào ấm, rót nước sôi vào ấm, ủ trà khoảng vài phút rồi đặt ấm vào bình giữ nhiệt. Khi có khách gọi trà, người bán hàng rót nước trà từ ấm vào cốc, sau đó bỏ ít viên nước đá vào cốc, du khách sẽ được thưởng thức một cốc trà đá thơm mát. a) Sờ vào cốc trà đá, ta thấy “có nước bám vào thành cốc”. Đây là do nước trong cốc bay hơi rồi bám vào thành cốc. b) Các viên nước đá đã nhận nhiệt lượng từ nước trà để nóng chảy thành nước, hạ nhiệt độ của cốc nước trà. c) Mỗi viên nước đá trước khi bỏ vào cốc trà có khối lượng 30 g, nhiệt độ -3 0 C. Nhiệt dung riêng của nước đá là 1800 J/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10 5 J/kg. Để mỗi viên nước đá nóng chảy hoàn toàn thì cần cung cấp cho nó một nhiệt lượng 12,3 kJ. d) Mỗi cốc nước trà có thể tích 250 ml nhiệt độ của nước trà trước khi rót vào cốc là 95 0 C (khối lượng riêng của nước trà xấp xỉ khối lượng riêng của nước), coi nhiệt dung riêng của nước trà là 4150 J/kgK. Nếu bỏ qua sự mất mát nhiệt cho thành cốc và không khí xung quanh cốc, sau khi đá tan hoàn toàn để có một cốc nước trà có nhiệt độ 21 0 C thì người bán nước phải bỏ vào cốc 6 viên nước đá. ỨNG DỤNG NHIỆT KẾ Một người sử dụng một nhiệt kế thủy ngân (trong điều kiện áp suất tiêu chuẩn là 1 atm) như hình bên, hàng trên chỉ kết quả theo thang nhiệt độ Celsius, hàng dưới biểu diễn kết quả theo thang nhiệt độ Kelvin. a) Kết quả được ghi lại theo thang nhiệt độ Celsius là , có thể đây là kết quả đo cơ thể người bình thường. b) Vị trí số (1) được viết theo nhiệt độ Kelvin là còn gọi là nhiệt độ không tuyệt đối c) Vị trí số (2) là nhiệt độ sôi của nước, vị trí số 3 được viết theo thang đo Kelvin là d) Vị trí số 4 có thể được đổi theo thang nhiệt độ Kelvin là 301K
2 Câu 02: Hình dưới thể hiện nhiệt kế đo nhiệt độ của một vật.Sai số dụng cụ được lấy bằng một độ chia nhỏ nhất. Kết quả nhiệt độ của vật bằng A. oo34 C1 C± B. oo34 C2 C± C. oo33,5 C1 C± D. oo33,5C0,5 C± 3. GUỒNG QUAY Guồng quay Một học sinh dùng một sợi dây buộc một vật có khối lượng 25,0.10 kg đang rơi qua ròng rọc vào trục bánh guồng. Học sinh này đặt hệ thống vào một bể chứa 25,0 kg nước cách nhiệt tốt. Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và khuấy động nước (Hình bên). Nếu vật rơi một khoảng cách thẳng đứng 21,00.10 m với vận tốc không đổi thì nhiệt độ của nước tăng bao nhiêu độ? Biết nhiệt dung riêng của nước là 2 4,20 kJ/(kgK),9,81 m/sg . A. 15 K . B. 4,7 K . C. 6,1 K . D. 18 K . 4. THỂ TÍCH ĐÁ TAN Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt bán kính R = 6cm đã được nung nóng tới nhiệt độ t = 325 0 C lên một khối nước đá rất lớn ở 0 0 C, có mặt trên phẳng ngang . Hỏi viên bi chui vào nước đá đến độ sâu là bao nhiêu? Bỏ qua sự dẫn nhiệt của nước đá và sự nóng lên của đá đã tan, và trao đổi nhiệt với môi trường ngoài. Cho khối lượng riêng của sắt là  = 7800kg/m 3 , của nước đá là o = 915kg/m 3 . Nhiệt dung riêng của sắt là C = 460J/kgK, nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg. Hỏi viên bi chui vào nước đá đến độ sâu là bao nhiêu (cm), tính từ bề mặt của khối nước đá tới điểm sâu nhất của viên bi ? H Trụ (h) Cầu
3 H 5. TÀU VA BĂNG Các tảng băng trôi trên Bắc Băng Dương là những mối nguy hiểm cho tàu bè và vì lí do đó thường các thuyền trưởng và thuỷ thủ đoàn khi đi ngang qua chọn cách bọc vòng làm tàu phải tăng đường đi thêm khoảng 30% trong mùa băng trôi. Có nhiều cách phá băng như: đặt chất nổ, thả bom, bắn ngư lôi, dùng đạn phá, khoan và phủ lên mă̆t các chất màu đen. Giả thiết rằng, trực tiếp làm tan một tảng băng bằng cách đặt một nguồn nhiệt trên băng. Cần bao nhiêu nhiệt lượng để làm nóng chảy 15% của một tảng băng khoảng 200.000 tấn. Biết nhiệt nóng chảy riêng của băng là 3,34,.10 5 (J/kg) 6. GIẢN ĐỒ MÔ TẢ SỰ TĂNG NHIỆT ĐỘ Hình bên là giản đồ mô tả sự tăng nhiệt độ ()oC theo thời gian (phút) của một hợp chất dưới áp suất khí quyển. Dựa vào bảng tra nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy được cho sẵn, hãy xác định tên của hợp chất đó Hình 1. Đồ thị (phút) của một hợp chất A. Hợp chất này có thể là X B. Hợp chất này có thể là Y C. Hợp chất này có thể là Z D. Hợp chất này có thể là T Hợp chất Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ sôi X 20oC 140oC Y 40oC 140oC Z 70oC 180oC T 70oC 140oC Bảng 2. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một số chất
4 7. NHIỄU XẠ TIA X Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction, XRD) là kỹ thuật nghiên cứu cấu trúc tinh thể dựa trên bước sóng tia X tương đồng với khoảng cách giữa các nguyên tử. XRD đo khoảng cách giữa các lớp nguyên tử và xác định hướng, kích thước vùng tinh thể. Khi tia X chiếu vào mẫu, nó bị phân tán bởi mạng tinh thể, tạo ra phổ nhiễu xạ với các đỉnh giao thoa. XRD giúp xác định cấu trúc, phân tích pha, đo kích thước hạt, và khuyết tật. Đây là công cụ quan trọng trong nghiên cứu vật liệu. Trong phổ nhiễu xạ tia X, các đỉnh (peak) của sự giao thoa tăng cường cho biết điều gì? A. Xác định năng lượng và bước sóng của tia X khi chiếu xạ. B. Xác định được khoảng cách và sắp xếp giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể. C. Xác định nhiệt độ nóng chảy và các trạng thái của vật liệu. D. Xác định khối lượng riêng của vật liệu. 8. NHÀ MẶT TRỜI "Nhà Mặt Trời" hay còn gọi là "Solar house," là một loại nhà sử dụng năng lượng từ Mặt Trời để cung cấp năng lượng cho các hoạt động hàng ngày như sưởi ấm, làm mát, và cung cấp điện. Nhà Mặt Trời thường được thiết kế với các tấm pin Mặt Trời trên mái nhà để thu nhận ánh sáng Mặt Trời và chuyển đổi nó thành năng lượng điện hoặc nhiệt. Năng lượng này sau đó có thể được sử dụng ngay lập tức hoặc được lưu trữ trong các thiết bị lưu trữ như pin hoặc thùng chứa nước nóng. Các đặc điểm chính của nhà Mặt Trời: Tấm pin Mặt Trời: Được lắp trên mái nhà hoặc các vị trí khác để tối đa hóa việc thu năng lượng từ Mặt Trời. Hệ thống lưu trữ năng lượng: Có thể là pin lưu trữ điện hoặc các thùng chứa nước để lưu trữ nhiệt lượng. Hệ thống cách nhiệt tốt: Để giữ nhiệt vào mùa đông và làm mát vào mùa hè, giảm thiểu nhu cầu sử dụng năng lượng. Thiết kế tối ưu: Tối ưu hóa việc sử dụng ánh sáng tự nhiên và thông gió tự nhiên để giảm nhu cầu năng lượng. Nhà Mặt Trời là một giải pháp bền vững, giúp giảm sự phụ thuộc vào năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải Carbon. Trong một ngôi nhà Mặt Trời, năng lượng Mặt Trời được trữ trong các thùng chứa nước. Trong thời gian 5 ngày đầy mây của mùa Đông thì cần khoảng 61,0.10kcal để duy trì nhiệt độ trong nhà ở