Một máy nước nóng hoạt động bằng năng lượng Mặt Trời có hiệu suất chuyển đổi bằng \(25{\rm{\% }}\); cường độ bức xạ Mặt Trời lên bộ thu nhiệt là \(1000{\rm{\;W/}}{{\rm{m}}^2}\); diện tích bộ thu nhiệt là \(4,2{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}\). Cho nhiệt dung riêng của nước là \(4200{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\).K.

     a) Trong 2 giờ phần năng lượng chuyển thành nhiệt năng là \({5,76.10^6}{\rm{\;J}}\).

     b) Nếu hệ thống đó làm nóng 30 kg nước thì trong thời gian 1 giờ nhiệt độ nước tăng thêm \({30^ \circ }{\rm{C}}\).

     c) Công suất bức xạ chiếu lên bộ thu nhiệt là 4200 W.

     d) Trong 2 giờ năng lượng mặt trời chiếu lên bộ thu nhiệt là 28,8 MJ.

PHẦN III: CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN

Một bình chứa 14 gam khí nitrogen ở nhiệt độ \({27^ \circ }{\rm{C}}\) và áp suất 1 atm. Sau khi hơ nóng, áp suất trong bình chứa khí tăng lên tới 5 atm. Biết nhiệt dung riêng của nitrogen trong quá trình nung nóng đẳng tích là \({c_v} = 742{\rm{\;J/kg}}{\rm{.K}}\). Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể. Độ tăng nội năng của khí bằng bao nhiêu kJ? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)

Để xác định nhiệt hóa hơi của nước người ta làm thí nghiệm sau. Đưa 10 gam hơi nước ở 100oC vào một nhiệt lượng kế chứa 290 gam nước ở 20oC. Nhiệt độ cuối của hệ là 40oC, biết nhiệt dung của nhiệt lượng kế là \(46{\rm{\;J}}/{\rm{K}}\), nhiệt dung riêng của nước là \(4,18{\rm{\;J/g}}{\rm{.K}}\). Nhiệt hóa hơi riêng của nước là \({\rm{x}}{.10^6}{\rm{\;J/kg}}\). Giá trị của x bằng bao nhiêu? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Một bác thợ rèn rút một con dao bằng thép khối lượng \(0,9{\rm{\;kg}}\) vừa nung xong có nhiệt độ \({750^ \circ }{\rm{C}}\) và nhúng ngay vào trong một bể nước lạnh để làm tăng độ cứng của lưỡi dao. Trong bể có 20 lít nước có nhiệt độ bằng với nhiệt độ ngoài trời là \({30^ \circ }{\rm{C}}\). Coi sự truyền nhiệt cho thành bể và môi trường xung quanh bể không đáng kể, khối lượng riêng của nước không thay đổi theo nhiệt độ. Biết nhiệt dung riêng của thép là \(460{\rm{\;J/kg}}.{\rm{K}}\), của nước là \(4200{\rm{\;J/kg}}{\rm{.K}}\) và khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít. Nhiệt độ của nước khi có sự cân bằng nhiệt bằng bao nhiêu\({\;^ \circ }{\rm{C}}\)? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)

Một chiếc xe tải vượt qua sa mạc Atacama. Chuyến đi bắt đầu vào sáng sớm khi nhiệt độ là \({5^ \circ }{\rm{C}}\). Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến \({45^ \circ }{\rm{C}}\). Coi khí trong lốp xe có nhiệt độ như ngoài trời. Độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí do sự gia tăng nhiệt độ này có giá trị là  \(x{.10^{ - 22}}{\rm{\;J}}\). Giá trị của \(x\) bằng bao nhiêu? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Một mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo chu trình ABC như Hình 2. Nhiệt độ của khí ở trạng thái A là \({{\rm{T}}_0} = 250{\rm{\;K}}\). Hai điểm B, C cùng nằm trên một đường đẳng nhiệt, đường thẳng AC đi qua gốc tọa độ O. Nhiệt độ cực đại mà khí đạt được khi biến đổi theo chu trình trên bằng bao nhiêu độ K?

Một ống thuỷ tinh hình trụ thẳng đứng tiết diện ngang \(S\) nhỏ, đầu trên hở, đầu dưới kín. Ống chứa một khối khí (coi là khí lí tưởng) ở trạng thái (1) có chiều cao \({\rm{L}} = 90{\rm{\;cm}}\) được ngăn cách với bên ngoài bởi một cột thuỷ ngân có độ cao \({\rm{h}} = 75{\rm{\;cm}}\), mép trên cột thuỷ ngân cách miệng trên của ống một đoạn \(l = 10{\rm{\;cm}}\). Nhiệt độ của khí trong ống là \({{\rm{t}}_0} =  - {3^ \circ }{\rm{C}}\), áp suất khí quyển là \({{\rm{p}}_0} = 75{\rm{cmHg}}\).

     a) Biết khối thuỷ ngân có khối lượng \({\rm{m}} = 100{\rm{\;g}}\). Lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\). Các quá trình được xem là diễn biến chậm. Công khí đã thực hiện từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) là \(0,1{\rm{\;J}}\).

     b) Nhiệt độ cần thiết cấp cho khối khí để đưa khối khí trong ống từ trạng thái (2) đến trạng thái (3) mà thuỷ ngân trong ống tràn hết ra ngoài là \({t_3} = {49,5^ \circ }{\rm{C}}\).

     c) Áp suất do cột thủy ngân có độ cao \({\rm{h}}\left( {{\rm{cm}}} \right)\) gây nên cho lượng khí trong ống thủy tinh là \({{\rm{p}}_{\rm{h}}} = {\rm{mgh}}\) (cmHg).

     d) Khi đưa nhiệt độ của khí trong ống đến trạng thái (2) với nhiệt độ \(t = {27^ \circ }{\rm{C}}\) thì mực trên của thuỷ ngân vừa chạm miệng ống phía trên.