Một pin lý tưởng, một ampe kế lý tưởng, một công tắc và ba điện trở được kết nối như hình minh họa. Với công tắc mở như trong sơ đồ, ampe kế chỉ 2A.

Với công tắc mở, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở 15Ω sẽ là bao nhiêu?

 

Đáp án đúng là A

Phương pháp giải

Vận dụng công thức tính động năng trung bình: \[\overline {{W_{\rm{d}}}} = \frac{3}{2}kT\]

Vận dụng công thức tính áp suất khí: \[p = {n_0}kT\]

Lời giải

Động năng trung bình của các phân tử và mật độ phân tử khí

- Động năng trung bình:

\[\overline {{W_d}} = \frac{3}{2}kT = \frac{3}{2}.1,{38.10^{ - 23}}(27 + 273) = 6,{21.10^{ - 21}}J\]

- Mật độ phân tử: \[p = {n_0}kT \Rightarrow {n_0} = \frac{p}{{kT}}\]

\[ \Rightarrow {n_0} = \frac{{1,{{5.10}^5}}}{{1,{{38.10}^{ - 23}}.300}} = 3,{6.10^{25}}{{\rm{m}}^{ - 3}}\]

Vậy: Động năng trung bình của các phân tử khí là \[\overline {{W_d}} = 6,{21.10^{ - 21}}J\] và mật độ phân tử khí là \[{n_0} = 3,{6.10^{25}}{m^{ - 3}}\]

Đáp án đúng là A

Phương pháp giải

Công suất hoạt động của tấm pin: \[P = IS\]

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: \[Q = mc{\rm{\Delta }}t\]

Vận dụng biểu thức tính hiệu suất.

Lời giải

Công suất hoạt động của 2 tấm thu năng lượng: \[P = IS = 1000.2.2.1,25 = 5000{\rm{W}}\]

Nhiệt lượng máy thu được trong t = 2h = 7200s là:

\[Q = H.P.{\rm{\Delta }}t = 0,96.5000.7200 = {3456.10^4}J\]

Mặt khác, ta có: \[Q = mc{\rm{\Delta }}t\]

⇒ Độ tăng nhiệt độ của 150kg nước khi máy hoạt động:

\[{\rm{\Delta }}T = \frac{Q}{{mc}} = \frac{{{{3456.10}^4}}}{{150.4180}} \approx {55^o}C\]