Một bình cách nhiệt chứa 500 g nước ở nhiệt độ $t_0$ = 25 °C. Người ta lần lượt thả vào bình này những quả cầu sắt giống nhau đã được đốt nóng đến 200 °C. Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi xảy ra cân bằng nhiệt là $t_1$ = 29 °C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường, bỏ qua sự bay hơi của nước. Giả thiết nước không bị tràn ra ngoài và lượng nước bị rút vào quả cầu sắt không đáng kể. Cho nhiệt dung riêng của sắt và nước lần lượt là 460 J/(kg.K) và 4 200 J/(kg.K); nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,34.105 J/kg.

     a) Khối lượng của mỗi quả cầu sắt xấp xỉ bằng 0,1 kg.

     b) Nếu tiếp tục thả thêm 4 quả cầu sắt nữa thì nhiệt độ của nước khi xảy ra cân bằng nhiệt xấp xỉ bằng 43 °C.

     c) Để nhiệt độ của nước đạt 58 °C khi xảy ra cân bằng nhiệt thì cần thả thêm vào bình 10 quả cầu sắt nữa.

     d) Sau đó, người ta muốn giảm nhiệt độ của nước trong bình xuống còn 40 °C nên người ta đã thả tiếp vào bình 200 g nước đá ở 0 °C (không lấy quả cầu sắt ra).

Để pha sữa bột cho con, một người mẹ dùng nước nguội ở 25 °C pha với nước nóng ở 100 °C để thu được 180 ml nước ở 50 °C. Biết khối lượng riêng của nước là 997 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/(kg.K).  Tỉ số giữa lượng nước nóng và nước nguội đã dùng bằng bao nhiêu ?

Bệnh giảm áp là một trong những bệnh nghề nghiệp của thợ lặn, có tỉ lệ gây tử vong và mất sức lao động cao.

     Trong quá trình giảm áp, sự hòa tan của khí xảy ra theo quá trình ngược lại. Độ hòa tan giảm, các khí thải bớt ra ngoài cơ thể qua đường phổi. Nếu áp suất giảm chậm thì khí nitrogen từ các mô hòa tan vào máu, được vận chuyển tới phổi rồi thải ra ngoài. Khi giảm áp nhanh, khí nitrogen không vận chuyển kịp tới phổi giải phóng ra ngoài sẽ tích lại trong cơ thể. Khi quá bão hòa tới mức nhất định sẽ hình thành các bọt khí, các bọt khí hình thành to dần gây tắc mạch máu, chèn ép các tế bào (đặc biệt là các tế bào thần kinh), dẫn đến liệt, rối loạn hoạt động cơ vòng, … Đó là nguyên nhân của bệnh giảm áp.

Một thợ lặn từ độ sâu 35 m nổi lên mặt nước quá nhanh làm cho khí nitrogen (coi là khí lí tưởng) trong cơ thể hình thành các bọt khí. Giả sử sự chênh lệch nhiệt độ là không đáng kể. Áp suất khí nitrogen trong phổi và cơ thể bằng áp suất môi trường tác dụng lên người thợ lặn. Cho biết khối lượng riêng của nước là 103 kg/m3, áp suất khí quyển là 101 325 Pa. Lấy g = 10 m/s2.

     Người thợ lặn sử dụng bình nén khí (bình A) có các thông số 12 lít – 2.107 Pa chứa không khí (xem là khí lí tưởng). Người ta sử dụng máy nén khí để bơm khí ở áp suất 105 Pa vào bình A với lưu lượng khí là 100 lít/phút và nhiệt độ khối khí không đổi trong suốt quá trình bơm. Ban đầu trong bình A chưa có khí và bỏ qua lượng khí thoát ra ngoài.

     a) Áp suất môi trường tác dụng lên người thợ lặn khi ở độ sâu 35 m là 350 kPa.

     b) Khi nổi lên mặt nước, áp suất môi trường tác dụng lên người thợ lặn là 105 Pa.

     c) Nếu bọt khí nitrogen được hình thành ở độ sâu 35 m thì khi người thợ lặn lên đến mặt nước, thể tích bọt khí nitrogen tăng 3,5 lần.

     d) Thời gian bơm khí vào bình A để đạt các thông số 12 lít – 2.107 Pa là 24 phút.