Cho phản ứng hạt nhân $_1^3T +\ _1^2D \rightarrow\ _2^4He +\ _0^1n$. Khối lượng của các hạt nhân $_1^3T$, $_1^2D$, $_2^4He$ và hạt neutron lần lượt là $m_T = 3,01605u$; $m_D = 2,014104u$; $m_{He} = 4,0026u$ và $m_n = 1,00867u$. Lấy $1u c^2 = 931,5\ \text{MeV}$; $1eV = 1,6 \cdot 10^{-19}\ \text{J}$. Biết năng suất toả nhiệt của than đá là $q = 1,25 \cdot 10^7\ \text{J/kg}$.

a) Năng lượng toả ra của phản ứng hạt nhân trên xấp xỉ bằng 17,6 MeV.
b) Số nguyên tử có trong 1 g khí helium xấp xỉ bằng $1,5 \cdot 10^{23}$ nguyên tử.
c) Năng lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá là $1,25 \cdot 10^7\ \text{J}$.
d) Cần đốt cháy hoàn toàn $2,112 \cdot 10^{14}$ tấn than đá để có năng lượng toả ra tương đương năng lượng toả ra của phản ứng hạt nhân trên khi tổng hợp được 1 g He.

Một học sinh thực hiện thí nghiệm xác định nhiệt dung riêng của thanh đồng bằng phương pháp cân bằng nhiệt. Các dữ kiện được xác định sau:

• Thanh đồng có khối lượng $m_1 = 150\ \text{g}$, được nung nóng đến nhiệt độ $t_1 = 100^\circ$C.
• Nước trong nhiệt lượng kế có khối lượng $m_2 = 250\ \text{g}$ và nhiệt độ ban đầu $t_2 = 25^\circ$C.

Sau khi thả thanh đồng vào nước, học sinh ghim nhiệt kế vào nước và quan sát. Khi giá trị của nhiệt kế không thay đổi nữa và hiển thị 28$^\circ$C.

Cho nhiệt dung riêng của nước là $c_{nước} = 4200\ \text{J/(kg·K)}$. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường bên ngoài. Gọi $c_{đồng}$ (J/(kg·K)) và $t_{cb}$ (°C) lần lượt là nhiệt dung riêng của đồng và nhiệt độ của hệ khi xảy ra cân bằng nhiệt.

a) Nhiệt lượng do thanh đồng toả ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.
b) Công thức dùng để tính nhiệt dung riêng của đồng là $c_{đồng} = \dfrac{m_2 c_{nước}(t_{cb} - t_2)}{m_1 (t_1 - t_{cb})}$.
c) Giá trị nhiệt dung riêng của đồng thu được trong thí nghiệm xấp xỉ bằng 233 J/(kg·K).
d) Nếu tính đến sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường thì giá trị nhiệt dung riêng tính được của đồng sẽ nhỏ hơn so với giá trị thực tế.

Một xi lanh thẳng đứng có một đầu kín và một đầu hở, bên trong có chứa một lượng khí hydrogen (xem là khí lí tưởng). Xi lanh được đậy kín nhờ một pittông nhẹ, phía trên pittông có một cột chất lỏng như hình vẽ bên. Lượng khí hydrogen luôn được cung cấp nhiệt chậm để giãn nở dần đẩy pittông di chuyển từ từ. Khi toàn bộ chất lỏng bị tràn ra ngoài thì nhiệt lượng mà lượng khí hydrogen đã nhận được là 119 J.

Biết rằng, thể tích ban đầu của chất lỏng bằng một nửa thể tích của xi lanh, áp suất khí hydrogen và bằng thể tích của phần không khí chiếm trong xi lanh. Áp suất của chất lỏng là $\frac{1}{9}p_0$ với $p_0 = 10^5\ \text{Pa}$ là áp suất khí quyển. Bỏ qua mọi ma sát. Biết nội năng của n mol khí hydrogen ở nhiệt độ T (K) là $U = \frac{5}{2} nRT$.

Độ lớn công mà khối khí lí tưởng thực hiện để biến đổi từ trạng thái A sang trạng thái B bằng diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường biểu diễn sự biến đổi của áp suất theo thể tích p = p(V), trục hoành và hai đường thẳng $V = V_A$ và $V = V_B$.

a) Trong quá trình pittông bắt đầu di chuyển đến khi chất lỏng bắt đầu tràn ra ngoài, áp suất của lượng khí hydrogen không đổi. Sau đó, áp suất của lượng khí hydrogen giảm dần cho đến khi toàn bộ lượng chất lỏng bị tràn ra ngoài.

b) Thể tích ban đầu của lượng khí hydrogen là 0,36 lít.

c) Công mà lượng khí hydrogen đã thực hiện cho đến khi toàn bộ chất lỏng bị tràn ra ngoài có độ lớn bằng 19,5 J.

d) Từ khi bắt đầu cung cấp nhiệt đến khi toàn bộ chất lỏng bị tràn ra ngoài thì độ biến thiên nội năng của lượng khí hydrogen là 138,5 J.

Một đoạn dây dẫn mang dòng điện có chiều dài 30 cm được đặt vuông góc với các đường sức từ của từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ bằng 10 mT. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có độ lớn bằng 2,4 mN. Số electron đi chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong mỗi giây là $x·10^{18}$ electron. Biết điện tích của mỗi electron có độ lớn $e = 1,6·10^{-19}$ C. Giá trị của x là bao nhiêu?

Một bình kín chứa một khối khí lí tưởng ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 4.${10}^5$ Pa. Người ta cung cấp nhiệt cho khối khí, làm nhiệt độ của nó tăng thêm 150 °C. Những hình nào sau đây biểu diễn đúng sự biến đổi trạng thái của khối khí? Biết thể tích thực của bình kín là 3 lít.

Một ấm đun siêu tốc có phần thân ấm làm bằng thép không gỉ có khối lượng 0,4 kg, đang chứa 1,2 kg nước ở 25$^\circ$C. Biết nhiệt dung riêng của thép và nước lần lượt là 460 J/(kg·K) và 4200 J/(kg·K). Biết công suất điện ghi trên ấm đun là 1500 W. Coi rằng điện năng chuyển hóa hoàn toàn thành năng lượng nhiệt truyền cho ấm và nước. Thời gian để đun sôi lượng nước trong ấm xấp xỉ bằng