Một tàu ngầm được dùng để nghiên cứu biển đang lặn ở độ sâu 100 m. Để tàu nổi lên, người ta mở một bình chứa khí có dung tích 50 lít, khí ở áp suất 10⁷ Pa và nhiệt độ 27 ⁰C để đẩy nước ra khỏi khoang chứa nước ở giữa hai lớp vỏ của tàu. Sau khi dãn nở, nhiệt độ của khí là 3 ⁰C.

     Coi khối lượng riêng của nước biển là 1 000 kg/m³; gia tốc trọng trường là 9,81 m/s²; áp suất khí quyển là 101 325 Pa.

Để tàu nổi lên, người ta mở một bình chứa khí để đẩy nước ra khỏi khoang chứa nước. Việc làm này nhằm mục đích thay đổi thông số nào của tàu ngầm?

Một bạn học sinh làm thí nghiệm, lấy 1,2 kg nước đá (dạng viên nhỏ) trong tủ đông nơi có nhiệt độ - 18 °C để đưa vào đun trong một bình điện đun nước (bình điện) chuyên dụng có thành bằng thuỷ tỉnh có thể quan sát được bên trong như Hình I.1. Thông số kĩ thuật của bình điện được cho như Bảng I.1.

     Học sinh đo nhiệt độ của nước đá, nước theo thời gian và đồ thị biểu diễn như trong Hình I.2. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá lần lượt là 2 100 J/(kg.K), 334 000 J/kg; nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg. Bình điện được cắm vào nguồn điện 220 V.

     Hiệu suất đun nước của bình điện được xem không đổi trong suốt quá trình đun. Bỏ qua sự thoát hơi nước trong quá trình đun nước.

a) Nhiệt lượng khối nước đá đã nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 400 800 J.

b) Hiệu suất đun nước của bình điện bằng 90,(18)%.

c) Nhiệt dung riêng của nước được xác định từ thí nghiệm trên có giá trị bằng 4 225 J/(kg.K).

d) Nếu bạn học sinh tiếp tục đun nước thì sau khoảng 1,85 giờ bếp tự động tắt (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi; nắp bình được mở trong suốt quá trình hóa hơi).

Một khối khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo chu tình như hình bên. Khẳng định nào sau đây là đúng?

Bảng bên dưới cho biết nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của bốn chất.

     Chất nào ở thể lỏng tại 20 ⁰C?

Một bình kín chứa 1 mol khí Helium ở áp suất 10⁵ N/m² ở 27 ⁰C. Lấy $k=1,38.{10}^{-23} J/K$.

a) Thể tích của bình xấp xỉ bằng 15 lít.

b) Nung nóng bình đến khi áp suất của khối khí là 5.105 N/m2. Nhiệt độ của khối khí khi đó là 1 227 ⁰C.

c) Sau đó, van điều áp mở ra và một lượng khí thoát ra ngoài, nhiệt độ vẫn giữ không đổi, áp suất giảm còn 4.105 N/m2. Lượng khí còn lại trong bình là 0,4 mol.

d) Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí Helium còn lại trong bình là $3,105.{10}^{-20}$ J.

Trong vật lý hạt nhân, máy đo bức xạ (máy đếm/ống đếm) Geiger-Muller được sử dụng rộng rãi trong việc đo số lượng hạt α, $\beta$ bằng cách ứng dụng khả năng ion hoá của các tia bức xạ này.

     Số tín hiệu máy đếm được tỉ lệ thuận với số lượng hạt nhân bị phân rã.

     Xét hai máy đếm Geiger-Muller giống nhau lần lượt được chiếu xạ bởi hai mẫu chất phóng xạ ${}_{84}{}^{210}Po$ và ${}_{53}{}^{131}I$ (mỗi hạt nhân khi phân rã chỉ phát ra một tia phóng xạ). Biết rằng các mẫu chất phóng xạ được đặt ở cùng một khoảng cách so với các máy đếm tại hai phòng khác nhau. Cho khối lượng của từng mẫu phóng xạ tại thời điểm ban đầu đều là 1,5 g.

     Lấy khối lượng của các hạt nhân gần bằng số khối của chúng; chu kì bán rã của ${}_{84}{}^{210}Po$ và ${}_{53}{}^{131}I$ lần lượt là 138,4 ngày và 8,02 ngày.

a) Ban đầu, số nguyên tử ${}_{84}{}^{210}Po$ có trong 1,5 g là 4,3.1021 nguyên tử.

b) Số lượng hạt nhân ${}_{53}{}^{131}I$ phân rã trong vòng 1 ngày đầu tiên xấp xỉ bằng 6,3.1021 hạt.

c) Sau 1 ngày đầu tiên, máy đo bức xạ ứng với mẫu chất chứa ${}_{53}{}^{131}I$ đếm được nhiều tín hiệu hơn.

d) Độ phóng xạ của hạt nhân ${}_{53}{}^{131}I$ sau 1 ngày đầu tiên xấp xỉ bằng 2,14.1019 Bq.