- Hình 8.1 mô tả thí nghiệm quan sát chuyển động Brown trong không khí:

+Kính hiển vi: Dùng để quan sát chuyển động của hạt phấn hoa.

+ Nắp đậy thủy tinh: Giữ cho không khí trong buồng thí nghiệm ổn định.

+ Khói: Tạo ra khói bằng cách đốt cháy một ít chất hữu cơ (như nhang).

+ Hạt khói: Chuyển động Brown trong không khí.

+ Ánh sáng: Chiếu sáng để quan sát rõ hơn chuyển động của hạt khói.

- Cách tiến hành:

+ Chuẩn bị thí nghiệm theo sơ đồ.

+ Đốt cháy chất hữu cơ để tạo ra khói.

+ Quan sát chuyển động của hạt khói dưới kính hiển vi.

Lý do chất ở thể khí có tính chất vật lí khác so với thể lỏng và thể rắn:

- Lực liên kết giữa các phân tử:

+ Chất ở thể khí có lực liên kết giữa các phân tử rất yếu, gần như không đáng kể.

+ Chất ở thể lỏng có lực liên kết giữa các phân tử mạnh hơn so với thể khí nhưng yếu hơn so với thể rắn.

+ Chất ở thể rắn có lực liên kết giữa các phân tử rất mạnh, giữ cho các phân tử liên kết chặt chẽ với nhau.

- Khoảng cách giữa các phân tử:

+ Chất ở thể khí có khoảng cách giữa các phân tử rất lớn.

+ Chất ở thể lỏng có khoảng cách giữa các phân tử gần hơn so với thể khí nhưng xa hơn so với thể rắn.

+ Chất ở thể rắn có khoảng cách giữa các phân tử rất nhỏ.

- Khả năng di chuyển của các phân tử:

+ Chất ở thể khí có khả năng di chuyển rất linh hoạt, tự do di chuyển trong mọi không gian.

+ Chất ở thể lỏng có khả năng di chuyển linh hoạt nhưng ít hơn so với thể khí.

+ Chất ở thể rắn có khả năng di chuyển rất hạn chế, chỉ dao động quanh vị trí cân bằng.

Nhiệt lượng cần để đun nước từ 20°C đến sôi ở 100°C:

Q₁ = m₁.c₁.∆T = 1,5.4200.(100-20) = 504000 J

Vì 20% lượng nước đã hóa hơi, nên lượng nước đã hóa hơi là 0.2 lít.

Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít, nên khối lượng nước đã hóa hơi là 0.2 kg.

Q₂ = m.L = 0,2.2,26.10⁶ = 452000 J

Tổng nhiệt lượng mà bếp điện cung cấp:

Q = Q₁ + Q₂ = 504000 + 452000 = 956000 J

Vì chỉ có 75% nhiệt lượng được dùng để đun ấm nước, nên cần nhân với 0.75.

Tổng thời gian đun là 35 phút = 2100 s

\(\overline Q  = \frac{{0,75.956000}}{{2100}} = 341J\)

a) Q = m.c.∆T = 0,3.4,2.10³.(100-20) = 100800 J

\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{100800}}{{1000}} = 100,8s = 1,68\)phút

Kết quả này chỉ được coi là gần đúng vì không xét đến các mất mát nhiệt lượng do tỏa ra môi trường xung quanh, và áp suất không phải lúc nào cũng đạt đến áp suất tiêu chuẩn.

b) Q = P.t = 1000.120 = 120000J

Q = m.c.∆T <=> 120000 = m.4200.(100-20)

\( \Rightarrow m = \frac{{4200.80}}{{120000}} = 2,8kg\)

Nước nguội:

- Khi túi trà lọc được thả vào nước nguội, cấu trúc phân tử trong trà và túi trà thường chứa các chất hóa học có thể tan trong nước ở nhiệt độ thấp.

- Tại nhiệt độ thấp, các phân tử trong túi trà không có đủ năng lượng để tạo ra sự tương tác nhanh chóng và mạnh mẽ với nước xung quanh. Do đó, quá trình hòa tan và chiết xuất các chất từ túi trà có thể diễn ra chậm và không đều.

Nước nóng:

- Khi túi trà lọc được thả vào nước nóng, nhiệt độ cao hơn giúp tăng cường động năng của các phân tử trong túi trà và nước.

- Sự gia tăng động năng này tạo điều kiện thuận lợi hơn cho các phân tử trong túi trà tương tác với nước, giúp quá trình hòa tan và chiết xuất các chất từ túi trà diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.

- Các chất hóa học như flavonoid, caffeine, và các hợp chất hương liệu sẽ được giải phóng nhanh chóng vào nước nóng, tạo ra một lớp màu đặc trưng cho trà.

Tóm lại, nước nóng cung cấp năng lượng cần thiết để kích thích sự tương tác giữa các phân tử trong túi trà và nước, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết xuất và làm cho hương vị và màu sắc của trà trở nên nổi bật hơn.

Đặt Q₁ là nhiệt lượng cung cấp cho nước và Q₂ là nhiệt lượng cung cấp cho rượu. Ta có:

Q₁ = m₁.c₁.∆T \( \Rightarrow \Delta T = \frac{{{Q_1}}}{{{m_1}{c_1}}}\)

Q₂ = m₂.c₂.∆T\( \Rightarrow \Delta T = \frac{{{Q_2}}}{{{m_2}{c_2}}}\)

Đề bài cho biết lượng nước và lượng rượu có thể tích bằng nhau, nên m₁=m₂

\( \Rightarrow \frac{{{Q_1}}}{{{c_1}}} = \frac{{{Q_2}}}{{{c_2}}} \Rightarrow {Q_1} = \frac{{{c_1}}}{{{c_2}}}{Q_2} = \frac{{4200}}{{2500}} = 1,68{Q_2}\)

Đáp án C

Quy ước dấu phù hợp với Định luật I của Nhiệt động lực học là:

C. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q > 0.

Đáp án C

Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến những kiến thức và công thức cơ bản:

Định luật I của nhiệt động lực học, công thức tính nhiệt lượng: Q = m.c.∆T, nhiệt dung riêng, nhiệt hóa hơi,…

- Sai số của phép đo nhiệt hóa hơi riêng của nước: 2260000 – 2235296 = 24705

- Nhiệt hóa hơi riêng của nước theo công thức:

\(L = \frac{Q}{m} = \frac{{\overline P ({\tau _Q} - {\tau _P})}}{{{m_P} - {m_Q}}} = \frac{{15,2.(700 - 200)}}{{0,1187 - 0,1153}} = 2235294J/kg\)