Thế giới từng ghi nhận sự thay đổi nhiệt độ rất lớn diễn ra ở Spearfish, South Dakota vào ngày 22/01/1943. Lúc 7h30 sáng, nhiệt độ ngoài trời là – 20 °C. Hai phút sau, nhiệt độ ngoài trời tăng lên đến 7,2 °C. Xác định độ tăng nhiệt độ trung bình trong 2 phút đó theo đơn vị Kelvin/giây.

Theo bản tin thời tiết phát lúc 19h50 ngày 27/02/2022 thì nhiệt độ trung bình ngày – đêm trong ngày 28/02/2022 tại Hà Nội là 24 °C - 17°C. Sự chênh lệch nhiệt độ này trong thang đo Kelvin là bao nhiêu? Từ đó nhận xét về chênh lệch nhiệt độ khi tính trong hai thang đo.

Xác định các giá trị còn thiếu (?) trên biểu đồ Hình 3.3.

Cách hiểu “Ở nhiệt độ không tuyệt đối, các chất không còn năng lượng nữa” có chính xác không? Vì sao?

Nêu cách xác định độ chia trong thang nhiệt độ Celsius và trong thang nhiệt độ Kelvin.

Mùa nóng, ta thường dùng nước đá để làm mát đồ uống. Hãy cho biết chiều truyền năng lượng nhiệt trong trường hợp này.

Ở bước 2 của thí nghiệm này, dựa vào cơ sở nào để suy ra là có sự truyền năng lượng nhiệt giữa hai cốc nước?

Ở bước 1 của thí nghiệm này, dựa vào cơ sở nào để suy ra là không có sự truyền năng lượng nhiệt giữa hai cốc nước?

Dụng cụ

– Cốc thủy tinh (1)

– Cốc kim loại (2)

– Nhiệt kế (3)

Hình 3.2 là ảnh chụp các dụng cụ.

Phương án thí nghiệm

– Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

– Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.

Bước 1

- Đổ nước từ trong cùng một bình chứa vào hai cốc. Đo nhiệt độ nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc đầu).

- Đặt cốc (2) vào trong (1). Sau hai phút, đo nhiệt độ của nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc sau).

Bước 2

– Giữ nguyên nước trong cốc (1). Đưa cốc (2) ra khỏi cốc (1) và thay nước trong cốc này bằng nước nóng.

– Đo nhiệt độ nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc đầu).

– Đặt cốc (2) chứa nước nóng vào trong cốc (1). Sau hai phút, đo nhiệt độ của nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc sau).

Kết quả

- Rút ra kết luận về sự truyền năng lượng nhiệt giữa nước trong cốc thuỷ tinh và nước trong cốc kim loại ở hai bước của thí nghiệm.

Đề xuất phương án thí nghiệm với các dụng cụ ở nhà trường để xác định chiều truyền năng lượng nhiệt giữa hai vật.

Tùy theo việc điều chỉnh vòi nước mà khi rửa tay, ta có thể cảm thấy nước nóng hoặc lạnh (Hình 3.1). Năng lượng nhiệt đã truyền như thế nào giữa tay ta và nước trong mỗi trường hợp này?

Hình 3.1. Rửa tay dưới vòi nước nóng – lạnh

Từ ngày 23 đến ngày 25 tháng 3 năm 2023, mưa đá xuất hiện và kéo dài gây ra hậu quả nặng nề tại nhiều nơi thuộc miền Trung nước ta. Hãy tìm hiểu và cho biết đã có những sự chuyển thể nào của nước khi mưa đá được hình thành.

Giải thích sơ lược việc tách muối ra khỏi nước biển theo cách cổ truyền ở nước ta.

Cồn y tế chuyển từ thể lỏng sang thể khí rất nhanh ở điều kiện thông thường. Hãy giải thích tại sao khi xoa cồn vào da, ta cảm thấy lạnh ở vùng da đó.

Vì sao bình nước sôi muốn để nguội nhanh thì cần mở nắp để hơi nước thoát ra?

Đa số chất rắn có thể tích tăng khi nóng chảy và giảm khi đông đặc. Nước là một trường hợp đặc biệt, khi nhiệt độ giảm từ 4 °C đến nhiệt độ đông đặc 0 °C thì thể tích của nước tăng dần. Do đó, băng nổi ở mặt nước (Hình 1.5). Do sự ấm lên toàn cầu, mức nước biển có thể tăng lên do băng tan. Hãy cho biết sự tăng mức nước biển này là do sự tan băng trên đất liền ở các vùng cực của Trái Đất hay do sự tan phần băng nổi ở mặt nước của các đại dương.

Biểu diễn bằng sơ đồ các quá trình chuyển đổi giữa ba thể: rắn, lỏng, khí.

Thêm các thông tin cần thiết vào các ô có dấu "?" để hoàn thành Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Một số đặc điểm cấu trúc của chất rắn, chất lỏng và chất khí theo mô hình động học phân tử

Chất ở thể nào dễ bị nén nhất? Vì sao?

Cùng một chất, khi ở thể lỏng thường có khối lượng riêng nhỏ hơn khi ở thể rắn và ở thể khí lại nhỏ hơn khi ở thể lỏng. Hãy so sánh khoảng cách trung bình giữa các phân tử của chất ở ba thể.

Muối ăn có cấu trúc tinh thể gồm các ion Na⁺ và Cl^- có vị trí cân bằng trùng với đỉnh của khối lập phương (Hình 1.4). Tìm thông tin và trả lời câu hỏi: mỗi ion trong tinh thể muối ăn dao động như thế nào?

Từ mô hình cấu trúc các chất mô tả trong Hình 1.2, hãy so sánh độ lớn lực tương tác giữa các phân tử trong chất rắn, chất lỏng, chất khí.

Thanh sắt được tạo thành từ các phân tử chuyển động không ngừng nhưng tại sao lại không bị tan rã thành các hạt riêng biệt?

Các chất có thể ở thể rắn như thanh sắt, thể lỏng như cồn, thể khí như hơi nước, .... Các chất cũng có thể chuyển từ thể này sang thể khác. Thanh sắt có thể nóng chảy, cồn có thể chuyển thành hơi, hơi nước có thể ngưng tụ thành nước, .... Vậy các chất rắn, chất lỏng, chất khí có cấu tạo như thế nào mà lại chuyển được từ thể này sang thể khác?

Đề xuất phương án và thực hiện phương án đo nhiệt dung riêng của một khối kim loại (đồng hoặc nhôm) bằng các dụng cụ thông dụng ở phòng thí nghiệm.

Đề xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt dung riêng của nước vừa đo được với giá trị trong Bảng 3.1 (trang 23).

Dựa vào cơ sở lí thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước theo các gợi ý sau:

– Xác định các đại lượng trung gian cần đo và dụng cụ để đo các đại lượng này.

– Cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm.

– Dự kiến kết quả cần thu thập và xử lí số liệu.

Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hoá hơi riêng là các đại lượng vật lí đặc trưng cho mỗi chất khi trao đổi nhiệt và chuyển giữa các thể. Giá trị của các đại lượng trên được các nhà khoa học xác định thông qua thực nghiệm. Vậy các đại lượng trên được đo như thế nào thông qua các dụng thí nghiệm đơn giản ở trường phổ thông?

Một ấm đun nước bằng nhôm có ở khối lượng 400 g, chứa 3 lít nước được đun trên bếp. Khi nhận được nhiệt lượng 740 kJ thì ấm đạt đến nhiệt độ là 80 °C. Tính nhiệt độ ban đầu của ấm và nước, biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4 180 J/kg.K. Coi nhiệt lượng mà ấm toả ra bên ngoài là không đáng kể.

Một người cọ xát một miếng sắt dẹt có khối lượng 150 g trên một tấm đá mài. Sau một khoảng thời gian, miếng sắt nóng thêm 12 °C, Tính công mà người này đã thực hiện, giả sử rằng 40% công đó được dùng để làm nóng miếng sắt. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/kg.K.

Hệ thức nào dưới đây là phù hợp với quá trình một khối khí trong bình kín bị nung nóng?

A. ΔU = A; A > 0.

B. ΔU = Q; Q > 0.

C. ΔU = A; A < 0.

D. ΔU = Q; Q < 0.