Một khối khí được truyền nhiệt lượng 300 J và dãn nở sinh công 100 J. Nội năng của khối khí

Một bình tích áp được sử dụng trong máy lọc nước có hai phần: bóng chứa nước và bóng chứa khí như hình bên. Khi chưa chứa nước, bóng chứa khí chiếm toàn bộ thể tích trong bình là 12 lít, áp suất 120 kPa. Đường ống dẫn nước vào, ra bóng chứa nước có gắn rơ le áp suất điều khiển đóng mở mạch điện. Khi lượng nước trong bóng chứa nước tăng đến 9 lít thì áp suất nước đạt cực đại, rơ le ngắt mạch, máy ngừng cung cấp nước vào bình. Khi lượng nước trong bình giảm đến 6 lít, rơ le tự động đóng mạch để máy cung cấp nước trở lại. Coi nhiệt độ trong bóng chứa khí không đổi, các bóng mềm, tổng thể tích nước và khí bằng thể tích bình, mặt tiếp xúc của bóng chứa nước và chứa khí luôn có dạng phẳng.

a) Khi nước được bơm vào bình, áp suất trong bóng khí tăng.

b) Khi nước trong bình giảm, mật độ phân tử khí trong bóng khí tăng.

c) Khi nước trong bình là 9 lít, áp suất trong túi khí là 360 kPa.

d) Một người thợ đã giảm bớt khí trong bóng chứa khí nên khi nước trong bình giảm đến 7,2 lít rơ le đã đóng mạch để máy hoạt động trở lại. Lượng khí thoát ra chiếm \(20\% \) lượng khí ban đầu.

\({\rm{Na}}{{\rm{N}}_3}\) được sử dụng trong túi khí ô tô như một nguồn cung cấp khí Nitơ để bơm căng túi khí nhanh chóng khi xảy ra va chạm. Khi ô tô va chạm mạnh vào vật cản, cảm biến va chạm sẽ kích thích làm chất rắn này phân hủy tạo ra khí \({{\rm{N}}_2}\) theo phương trình:

\(2{\rm{Na}}{{\rm{N}}_3} \to 2{\rm{Na}} + 3\;{{\rm{N}}_2}\)

Khí \({{\rm{N}}_2}\) làm túi khí phồng lên, giúp người lái xe không va chạm trực tiếp với hệ thống lái. Trong một vụ thử nghiệm làm túi khí phồng lên, khi đó túi khí có thể tích là 7,95 lít, nhiệt độ ${27}^{0}C$ và áp suất \(1,2 \cdot {10^5}\;{\rm{Pa}}\).

Số phân tử khí \({{\rm{N}}_2}\) trong túi khí là \({\rm{x}} \cdot {10^{23}}\) hạt. Tìm x (làm tròn kết quả đến phần mười).

Một khinh khí cầu có tổng khối lượng (gồm khoang và hành khách) là 450 kg. Phần khí cầu chứa \({3,00.10^3}\;{{\rm{m}}^3}\) không khí. Biết khí quyển bên ngoài có nhiệt độ là ${25}^{0}C$ và áp suất là \({1,03.10^5}\;{\rm{Pa}}\), gia tốc trọng trường là \({\rm{g}} = 9,80\frac{{\;{\rm{m}}}}{{\;{{\rm{s}}^2}}}\).

a) Lực tối thiểu để nâng khoang lên khỏi mặt đất là 4410 N.

b) Khinh khí cầu bay lên được là do khối lượng riêng của khí trong khí cầu nhỏ hơn của khí quyển.

c) Coi không khí ở ${25}^{0}C$ là khí lý tưởng, số mol không khí trong khí cầu ở nhiệt độ ${25}^{0}C$ là \(1247,8\;{\rm{mol}}\).

d) Khi không khí trong khí cầu bị đốt nóng, nó bị giãn nở và một phần bị đẩy ra ngoài thông qua lỗ thoát khí phía trên khí cầu. Biết ở ${25}^{0}C$ khối lượng riêng của không khí là \(1,29\frac{{\;{\rm{kg}}}}{{\;{{\rm{m}}^3}}}\), vỏ khí cầu mỏng, không giãn và nhẹ. Để quả cầu rời khỏi mặt đất, nhiệt độ khí trong khí cầu phải đạt tối thiểu là $64,2^{0}C$

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 nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm xác định độ lớn cảm ứng từ. Bộ dụng cụ bao gồm: dây dẫn CD mang dòng điện không đổi (1), nam chậm hình chữ U tạo từ trường đều (2), cân điện tử (3). Nhóm lắp đặt các dụng cụ như hình vẽ, dây CD được cố định theo phương ngang giữa hai cực của nam châm, dòng điện chạy qua đoạn dây có gắn ampe kế. Ban đầu nhóm ngắt công tắc điện k , điều chỉnh cân về số chỉ 0. Sau đó đóng công tắc k để có dòng điện chạy qua dây CD , đọc giá trị cường độ dòng điện và số chỉ của cân. Lặp lại thí nghiệm với 5 lần đo và ghi số liệu vào bảng. Lấy \({\rm{g}} = 9,80\frac{{\;{\rm{m}}}}{{\;{{\rm{s}}^2}}}\). Chiều dài phần dây trong từ trường là 10 cm.

a) Số chỉ của cân tăng lên chứng tỏ có một lực tác dụng lên nam châm theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống.

b) Sợi dây chịu tác dụng của lực từ có độ lớn chính là số chỉ của cân theo đơn vị N.

c) Chiều dòng điện là chiều từ D đến C

d) Từ bảng số liệu, giá trị trung bình của cảm ứng từ là \({\rm{B}} = 0,15\;{\rm{T}}\).

Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Bộ thí nghiệm gồm: biến áp nguồn, bộ đo công suất (oát kế) có tích hợp chức năng đo thời gian, nhiệt kế điện tử có thang đo từ $-{20}^{0}C$ đến ${110}^{0}C$, độ phân giải $0,1$, nhiệt lượng kế, cân điện tử, các dây nối. Ban đầu, nhóm cho một viên nước đá và một ít nước lạnh vào bình nhiệt lượng kế, cắm nhiệt kế vào bình, khuấy đều hỗn hợp cho đến khi nhiệt kế chỉ $0^{0}C$. Lấy viên nước đá ra cân thì số chỉ của cân là \(22,80\;{\rm{g}}\). Sau đó, bỏ viên đá vào lại nhiệt lượng kế, sao cho toàn bộ điện trở chìm trong hỗn hợp nước và nước đá, bật công tắc nguồn, khuấy nhẹ, ghi lại số chỉ của bộ đo công suất và thời gian sau các khoảng 60 giây vào bảng. Khi thời gian là 300 giây, lấy viên đá ra cân thì số chỉ của cân là \(10,58\;{\rm{g}}\).

a) Trong quá trình nước đá tan, nhiệt độ hỗn hợp không đổi.

b) Trong quá trình nước đá tan, nội năng của hỗn hợp tăng lên.

c) Thực tế, trong quá trình nước đá tan, hỗn hợp nước và nước đá tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.

d) Từ bảng số liệu của nhóm, tính được nhiệt nóng chảy riêng trung bình của nước đá là \(3,44 \cdot {10^3}\frac{{\;{\rm{J}}}}{{\;{\rm{kg}}}}\).

Sử dụng thông tin sau đây cho Câu 3 và Câu 4: Hình vẽ bên mô tả nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều. Khung dây hình chữ nhật ABCD có kích thước \({\rm{AB}} = 30\;{\rm{cm}},\)\({\rm{BC}} = 20\;{\rm{cm}}\), đặt trong từ trường đều của nam châm có độ lớn cảm ứng từ \({\rm{B}} = 0,6\;{\rm{T}}\). Dòng điện một chiều có cường độ \({\rm{I}} = 5\;{\rm{A}}\) chạy qua khung dây. Tại thời điểm xét, mặt phẳng khung dây song song với đường sức của từ trường.

Mô men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây ABCD có độ lớn là bao nhiêu N.m?