Một ống thuỷ tinh hình trụ thẳng đứng tiết diện ngang S nhỏ, đầu trên hở, đầu dưới kín. Ông 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 $t_0=3^{0}C$, áp suất khí quyển là \({{\rm{p}}_0} = 75{\rm{cmHg}}\). 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.

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

b) Khi đưa nhiệt độ của khí trong ống đến trạng thái (2) với nhiệt độ $t_2={27}^{0}C$ thì mực trên của thuỷ ngân vừa chạm miệng ống phía trên.

c) Công khí đã thực hiện từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) là \(0,1\;{\rm{J}}\).

d) 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 \({{\rm{t}}_3} = {49,5^^\circ }{\rm{C}}\).

Khi truyền nhiệt lượng \(Q\) cho khối khí trong một xi lanh hình trụ thì khí dãn nở đẩy pít-tông làm thể tích của khối khí tăng thêm 7,0 lít. Biết áp suất của khối khí là \(3 \cdot {10^5}\;{\rm{Pa}}\) và không đổi trong quá trình khí dãn nở.

a) Truyền nhiệt lượng Q cho khối khí nên \({\rm{Q}} < 0\).

b) Thể tích khí trong xi lanh là 7,0 lít.

c) Độ lớn công mà khối khí thực hiện là 2100 J.

d) Nếu trong quá trình này nội năng của khối khí giảm đi 1100 J thì \({\rm{Q}} = {10^3}\;{\rm{J}}\).

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.

Một bác thợ rèn rút một con dao bằng thép khối lượng \(0,9\;{\rm{kg}}\) vừa nung xong có nhiệt độ ${750}^{0}C$ 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 ${30}^{0}C$. 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 \(460\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\), của nước là \(4200\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}\).K và khối lượng riêng của nước là \(1\;{\rm{kg}}/\) lít. Nhiệt độ của nước khi có sự cân bằng nhiệt bằng bao nhiêu ${}^{0}C$ ? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Một khối khí xác định có đồ thị biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo áp suất trong quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi như hình vẽ

a) Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo áp suất khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt.

b) Khi áp suất khối khí có giá trị \(1{\rm{kN}}/{{\rm{m}}^2}\) thì thể tích khối khí là \(9,6\;{{\rm{m}}^3}\).

c) Khi áp suất khối khí thay đổi từ \(1{\rm{kN}}/{{\rm{m}}^2}\) đến \(2,5{\rm{kN}}/{{\rm{m}}^2}\) thì thể tích của khối khí thay đổi một lượng \(5,76\;{{\rm{m}}^3}\).

d) Quá trình biến đổi trạng thái của khối khí này là quá trình giãn nở đẳng nhiệt.

Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của chất ở thể khí?

Một chiếc xe tải vượt qua sa mạc Atacama. Chuyến đi bắt đầu vào sáng sớm khi nhiệt độ là $5^{0}C$. Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến ${45}^{0}C$. 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 \({\rm{x}} \cdot {10^{ - 22}}\;{\rm{J}}\). Giá trị của x bằng bao nhiêu? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)

Một xi lanh cách nhiệt nằm ngang kín hai đầu, được chia làm hai ngăn nhờ một pit-tông mỏng có khối lượng \({\rm{m}} = 400\;{\rm{g}}\), diện tích tiết diện \({\rm{S}} = 100\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}\). Pit-tông cách nhiệt và có thể dịch chuyển không ma sát bên trong xi lanh. Hai ngăn của xi lanh có hai lò xo nhẹ có độ cứng bằng nhau và bằng \({\rm{k}} = 10\;{\rm{N}}/{\rm{m}}\). Lò xo thứ nhất có chiều dài tự nhiên \({{\rm{l}}_1} = 50\;{\rm{cm}}\) được gắn một đầu với đầu A của xi lanh và một đầu gắn với pit-tông, lò xo thứ hai có chiều dài tự nhiên \({1_2} = 30\;{\rm{cm}}\) được gắn một đầu với đầu B của xi lanh và một đầu gắn với pit-tông như hình vẽ. Lúc đầu áp suất khí hai bên xi lanh bằng nhau là \({1,2.10^5}\;{\rm{N}}/{{\rm{m}}^2}\), pit-tông cân bằng và các lò xo dài tự nhiên. Nếu cho xi lanh quay với vận tốc góc \(\omega \) xung quanh trục thẳng đứng OZ đi qua trọng tâm của xi lanh thì khi có cân bằng tương đối, pit-tông đã dịch chuyển một đoạn \({\rm{x}} = 10\;{\rm{cm}}\). Coi rằng quá trình dịch chuyển pit-tông nhiệt độ khí trong xi lanh không thay đổi. Tốc độ góc \(\omega \) bằng bao nhiêu rad/s (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?