Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ như sau: dùng một cuộn dây có hai đầu dây nối vào điện kế G, đặt một nam châm thẳng dọc theo trục của cuộn dây như hình vẽ.

Khối lượng nước đá: \(m = 1,2\;kg\).

Nhiệt độ ban đầu: \( - {18^\circ }C\).

Nhiệt dung riêng của nước đá: \({c_d} = 2,1\;kJ/kg.K\).

Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá: \(\lambda = 334,0\;kJ/kg\).

Công suất bình nhiệt lượng kế: \(P = 2,5\;kW = 2,5\;kJ/s\).

Nhiệt lượng để nước đá tăng từ \( - {18^\circ }C\) đến \({0^\circ }C\) là:

\({Q_1} = m{c_d}\Delta t = 1,2.2,1.18 = 45,36\;kJ\).

Nhiệt lượng để nước đá nóng chảy hoàn toàn ở \({0^\circ }C\) là:

\({Q_2} = m\lambda = 1,2.334 = 400,8\;kJ\).

Tổng nhiệt lượng nước đá nhận để từ \( - {18^\circ }C\) đến khi nóng chảy hoàn toàn là:

\(Q = {Q_1} + {Q_2} = 45,36 + 400,8 = 446,16\;kJ\).

a) Sai.

Đề cho 415 kJ, trong khi tính được \(446,16\;kJ\).

b) Sai.

Theo đồ thị, đến khoảng \(220\;s\) nước đá đã nóng chảy hoàn toàn.

Nhiệt lượng bình cung cấp trong \(220\;s\) là: \({Q_{tp}} = P\tau = 2,5.220 = 550\;kJ\).

Hiệu suất là: \(H = \frac{{446,16}}{{550}}.100\% \approx 81,12\% \).

Không phải 90%.

c) Đúng.

Từ đồ thị, sau khi nước đá nóng chảy hoàn toàn, nước tăng nhiệt độ từ \({0^\circ }C\) đến \({100^\circ }C\) trong khoảng từ \(220\;s\) đến \(470\;s\), tức \(\Delta \tau = 250\;s\).

Nhiệt lượng toàn phần bình cung cấp trong giai đoạn này: \({Q'_{tp}} = 2,5.250 = 625\;kJ\).

Vì hiệu suất coi như không đổi: \(Q' = H.{Q'_{tp}} = 0,8112.625 = 507\;kJ\).

Suy ra nhiệt dung riêng của nước:

\(c = \frac{{Q'}}{{m\Delta t}} = \frac{{507}}{{1,2.100}} = 4,225\;kJ/kg.K \approx 4,2\;kJ/kg.K\).

d) Đúng.

Khi nước nguội từ \({100^\circ }C\) xuống \({43^\circ }C\), nhiệt lượng tỏa ra là:

\(Q = mc\Delta t = 1,2.4,2.(100 - 43) = 287,28\;kJ\).

Trong 24 giờ, tốc độ truyền nhiệt trung bình ra môi trường là:

\(\frac{Q}{t} = \frac{{287,28}}{{24}} \approx 11,97\;kJ/h \approx 12\;kJ/h\).

Đáp án đúng là D

Mẫu ban đầu là chất phóng xạ \(X\) nguyên chất nên tại mọi thời điểm: \({N_X} + {N_Y} = {N_0}\).

Từ đồ thị tại thời điểm \({t_1}\), đọc gần đúng được \({N_X} \approx 0,63{N_0}\), \({N_Y} \approx 0,37{N_0}\).

Do đó: \(\frac{{{N_X}}}{{{N_Y}}} \approx \frac{{0,63}}{{0,37}} \approx 1,70\).