Một học sinh dùng một sợi dây buộc một vật có khối lượng 500 kg đang rơi qua ròng rọc vào trục bánh guồng. Học sinh này đặt hệ thống vào một bể chứa 25 kg nước. Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và khuấy động nước.

Khi vật rơi từ trên xuống dưới, nhiệt độ của nước thay đổi thế nào?

a) sai; b) đúng; c) đúng; d) sai.

a) Tốc độ trung bình của các phân tử khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối (T).

T₁ = 12°C = 285 K; T₂ = 297°C = 570 K.

\[\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = \sqrt {\frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}} = \sqrt {\frac{{570}}{{285}}} = 1,41\]

b) Đối với khí lý tưởng trong bình kín (thể tích không đổi), áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối: \[\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{570}}{{285}} = 2\]

c) Động năng tịnh tiến trung bình của mỗi phân tử khí ở 12⁰C :

\[{W_d} = \frac{3}{2}kT = \frac{3}{2}.1,{38.10^{ - 23}}.285 = 5,{9.10^{ - 21}}J\]

d) Nội năng của khối khí ở 297 ⁰C là: \[U = N{W_d} = \frac{3}{2}NkT = \frac{3}{2}nRT = \frac{3}{2}.1.8,31.570 = 7105,05J\]

Đáp án đúng là B

Trước khi nung nóng: T₁ = 290 K, V₁ = S.h.

Sau khi nung nóng, pittông được nâng lên một đoạn x: T₂ = 320 K, V₂ = S.(h + x).

Theo định luật Charles: \(\frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} \Rightarrow \frac{{h + x}}{{{T_2}}} = \frac{{{h_1}}}{{{T_1}}} \Rightarrow \frac{{40 + x}}{{320}} = \frac{{40}}{{290}} \Rightarrow x \approx 4,1\,cm.\)