Vì các phân tử khí chuyển động không ngừng.

a) Nhiệt lượng mà nước nhận được: Q = P.t = 9000.1 = 9000 J

Nhiệt độ của nước khi ra khỏi buồng đốt:

\(\begin{array}{l}Q{\rm{ }} = {\rm{ }}m.c.\Delta T \Rightarrow \Delta T = \frac{Q}{{mc}} = \frac{{9000}}{{5,{{8.10}^{ - 3}}}} = 3,66^\circ C\\\Delta T = {t_2} - {t_1} \Rightarrow {t_2} = \Delta T + {t_1} = 3,66 + 15 = 18,66^\circ C\end{array}\)

b) Điều kiện lí tưởng khi tính nhiệt độ:

- Nước chảy qua buồng đốt với lưu lượng đều đặn.

- Nước không bị thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh.

- Bình đun nước hoạt động với công suất ổn định.

c) Cách điều chỉnh nhiệt độ của nước ra khỏi buồng đốt:

- Điều chỉnh công suất của bình đun nước:

+ Tăng công suất: Nước sẽ nóng nhanh hơn.

+ Giảm công suất: Nước sẽ nóng chậm hơn.

- Điều chỉnh lưu lượng nước:

+ Giảm lưu lượng: Nước sẽ nóng hơn.

+ Tăng lưu lượng: Nước sẽ nguội hơn.

- Sử dụng bộ điều chỉnh nhiệt độ:

+ Cho phép cài đặt nhiệt độ mong muốn cho nước.

+ Bình đun nước sẽ tự động điều chỉnh công suất để đạt được nhiệt độ cài đặt.

a) Q = m.c.∆T = 0,3.4180.(100-20) = 101440 J

\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{101440}}{{500}} = 202,88s\)

b) Nhiệt lượng do ấm cung cấp trong 2 phút: Q = P.t = 500.120 = 60000 J

Khối lượng nước còn lại trong ấm: \(m = \frac{Q}{L} = \frac{{60000}}{{2,{{26.10}^6}}} = 0,0265kg\)

Nhiệt dung riêng của đồng là \(c = \frac{Q}{{m.\Delta T}} = \frac{{P.t}}{{m.\Delta T}} = \frac{{40.146}}{{0,85.(30 - 12)}} = 393,3J/kg.K\)

Nhiệt dung riêng của thịt nhỏ hơn nhiệt dung riêng của khoai tây.

Giải thích:

- Nhiệt dung riêng là đại lượng thể hiện mức độ khó nóng, khó nguội của chất. Chất nào có nhiệt dung riêng lớn hơn thì khó nóng, khó nguội hơn.

- Khi cùng múc ra từ nồi canh hầm, miếng thịt nguội nhanh hơn miếng khoai tây cùng khối lượng. Điều này chứng tỏ thịt dễ nguội hơn khoai tây, nghĩa là nhiệt dung riêng của thịt nhỏ hơn nhiệt dung riêng của khoai tây.

a) Loại nhiệt kế phù hợp là nhiệt kế thủy ngân có giới hạn đo từ -30°C đến 130°C.

- Lý do:

+ Nhiệt kế thủy ngân có độ chính xác cao và dễ đọc.

+ Giới hạn đo của nhiệt kế thủy ngân phù hợp với mức nhiệt độ trong nhà kính.

b) Loại nhiệt kế phù hợp là nhiệt kế cặp nhiệt điện có giới hạn đo từ -270°C đến 2300°C.

- Lý do:

+ Nhiệt kế cặp nhiệt điện có thể đo nhiệt độ cao.

+ Nhiệt kế cặp nhiệt điện có thể đo nhiệt độ tại nhiều vị trí khác nhau trong lò nung kim loại.

c) Loại nhiệt kế phù hợp là nhiệt kế điện trở có giới hạn đo từ -270°C đến 660°C.

- Lý do:

+ Nhiệt kế điện trở có thể đo nhiệt độ thấp.

+ Nhiệt kế điện trở có độ chính xác cao và ổn định.

- Khi CO₂ ở trong bình:

+ CO₂ ở thể khí, có áp suất cao (20 atm).

+ Nội năng của CO₂ (U₁) cao do:

Năng lượng động của các phân tử CO₂ cao (do chuyển động nhanh).
Năng lượng liên kết giữa các phân tử CO₂ cao (do ở trạng thái khí).
- Khi CO₂ phun ra khỏi bình:

+ CO₂ di chuyển từ môi trường áp suất cao (trong bình) sang môi trường áp suất thấp (bên ngoài).

+ Do chênh lệch áp suất, CO₂ tự nở ra nhanh chóng.

+ Quá trình nở ra này không có trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh (Q = 0).

+ Công thực hiện bởi hệ (A) là âm. Lý do:

Hệ (CO₂) tự nở ra, đẩy piston (miệng bình) ra ngoài.
Theo định nghĩa công, A = F.s, với F là lực đẩy của CO₂ và s là quãng đường di chuyển của piston.
Vì CO₂ đẩy piston ra ngoài, nên F hướng ra ngoài và s > 0.
Do đó, A = F.s < 0.
- Giải thích sự giảm nhiệt độ:

+ Theo định luật 1 nhiệt động lực học: ΔU = Q + A = 0 + A < 0

+ Do Q = 0 và A < 0, nên ΔU < 0.

+ Nội năng của CO₂ giảm (U₂ < U₁).

+ Sự giảm nội năng dẫn đến giảm nhiệt độ của CO₂.

- Lý do:

+ Năng lượng động của các phân tử CO₂ giảm do chúng di chuyển chậm lại.

+ Năng lượng liên kết giữa các phân tử CO₂ giảm do CO₂ chuyển từ thể khí sang thể rắn.

- Kết luận:

Sự giảm nhiệt độ của CO₂ khi phun ra khỏi bình là do sự giảm nội năng của CO₂. Nguyên nhân của sự giảm nội năng này là do công thực hiện bởi hệ (CO₂) khi nở ra nhanh chóng trong môi trường áp suất thấp.

A = 100 J (công thực hiện lên khí)

Q = -20 J (khí truyền nhiệt lượng ra môi trường xung quanh, nên Q < 0)

\(\Delta U = Q + A =  - 20 + 100 = 80J\)

a) Động năng của các phân tử nước tăng lên.

Nội năng của hệ tăng lên.

Nhiệt độ không thay đổi.

b) Động năng của các phân tử nước tiếp tục tăng lên.

Nội năng của hệ tiếp tục tăng lên.

Nhiệt độ tăng lên.