Bài 1. Sự chuyển thể trang 4, 5, 6 SBT Vật lí 12 Chân trời sáng tạo

Trắc nghiệm 1.1

Phát biểu nào sau đây sai khi nói về mô hình động học phân tử?

A. Vật chất được cấu tạo từ một số lượng rất lớn các phân tử.

B. Các phân tử chuyển động nhiệt không ngừng.

C. Các phân tử chuyển động nhiệt càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.

D. Giữa các phân tử chỉ có lực tương tác hút.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

Giữa các phân tử có lực tương tác hút và đẩy

Đáp án: D

Trắc nghiệm 1.2

Vật chất ở thể rắn

A. thì các phân tử chuyển động nhiệt hỗn loạn, không có vị trí cân bằng xác định.

B. có thể tích xác định nhưng không có hình dạng xác định.

C. có lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh giữ cho các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng cố định.

D. có khoảng cách giữa các phân tử khá xa nhau.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

Vật chất ở thể rắn có lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh giữ cho các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng cố định.

Đáp án: C

Trắc nghiệm 1.3

Vật chất ở thể lỏng

A. thì các phân tử rất gần nhau, sắp xếp trật tự chặt chẽ tạo thành mạng.

B. rất khó nén.

C. có thể tích và hình dạng xác định.

D. có các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

Vật chất ở thể lỏng rất khó nén.

Đáp án: B

Trắc nghiệm 1.4

Vật chất ở thể khí

A. thì các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng xác định.

B. không có thể tích và hình dạng xác định.

C. có khoảng cách giữa các phân tử rất gần nhau.

D. rất khó nén.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

Vật chất ở thể khí không có thể tích và hình dạng xác định.

Đáp án: B

Trắc nghiệm 1.5

Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.

a) Tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc vào thể tích của chất lỏng.

b) Tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc vào diện tích mặt thoáng của chất lỏng.

c) Tốc độ bay hơi của chất lỏng không phụ thuộc vào nhiệt độ của chất lỏng.

d) Tốc độ bay hơi của chất lỏng không phụ thuộc vào áp suất không khí trên mặt thoáng của chất lỏng.

e) Nhiệt nóng chảy riêng của một vật rắn ở nhiệt độ nóng chảy không phụ thuộc vào khối lượng của vật.

f) Nhiệt nóng chảy riêng của một vật rắn ở nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào bản chất của vật.

g) Trong giai đoạn đang nóng chảy, nhiệt độ của chất rắn kết tinh tăng dần.

h) Trong giai đoạn đang nóng chảy, nhiệt độ của chất rắn vô định hình tăng dần.

i) Sự nóng chảy là quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng của các chất.

j) Sự hoá hơi là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí của các chất.

k) Nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg, nghĩa là để làm bay hơi hoàn toàn một lượng nước bất kì cần cung cấp cho nước một lượng nhiệt là 2,3.10⁶ J.

l) Nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg, nghĩa là 1 kg nước ở nhiệt độ sôi và áp suất tiêu chuẩn cần thu một lượng nhiệt 2,3.10⁶ J để hoá hơi hoàn toàn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

a) Sai: Tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc vào:

+ Nhiệt độ càng cao hoặc thấp.

+ Gió càng mạnh hoặc yếu.

+ Diện tích mặt thoáng của chất lỏng càng lớn hoặc nhỏ.

b) Đúng;

c) Sai (giải thích ở câu a)

d) Sai (giải thích ở câu a)

e) Đúng;

f) Đúng;

g) Sai: Khi đang nóng chảy nhiệt độ của chất rắn kết tinh không tăng dù vẫn nhận được nhiệt năng. 

h) Đúng

i) Đúng;

j) Đúng;

k) Sai: (giải thích ở câu l)

1) Đúng.

Trắc nghiệm 1.6

Biết nhiệt nóng chảy riêng của thiếc là 0,61.10⁵ J/kg. Nhiệt lượng cần cung cấp cho một cuộn thiếc hàn có khối lượng 800 g nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy là

A. 48 800 J.

B. 4 880 J.

C. 4,88.10⁷ J.

D. 76 250 J.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiệt lượng cần cung cấp là: \(Q = \lambda .m = {0,61.10^5}.0,8 = 48800(J)\)

Đáp án: A

Trắc nghiệm 1.7

Giả thiết rằng rượu ethylic có nhiệt hoá hơi riêng là 0,9.10⁶ J/kg và khối lượng riêng là 0,8 kg/lít. Nhiệt lượng cần thiết để 10 lít rượu ethylic hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi là:

A. 7,2.10³ J.

B. 1,125.10⁵ J.

C. 7,2.10⁶ J.

D. 9.10⁵ J.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiệt lượng cần thiết là: \(Q = L.m = {0,9.10^6}.0,8.10 = {7,2.10^6}(J)\)

Đáp án: C

Trắc nghiệm 1.8

Biết nhiệt nóng chảy riêng của nhôm là 4,00.10⁵ J/kg, của chì là 0,25.10⁵ J/kg. Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 1 kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy có thể làm nóng chảy được bao nhiêu kilôgam chì?

A. 1,6 kg.

B. 1 kg.

C. 16 kg.

D. 160 kg.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 1 kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy là: \(Q = \lambda .m = {4.10^5}.1 = {4.10^5}(J)\)

Số kilôgam chì được nóng chảy bởi nhiệt lượng đó là: \(m = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{{{4.10}^5}}}{{{{0,25.10}^5}}} = 16(kg)\)

Đáp án: C

Trắc nghiệm 1.9

Nội dung nào dưới đây không phải là sự thể hiện của hiện tượng bay hơi của vật chất?

A. Sản xuất muối của các diêm dân.

B. Sử dụng khí gas (R-32) trong các thiết bị làm lạnh của máy điều hoà không khí. C. Bật quạt sau khi lau sàn nhà.

D. Xuất hiện các giọt nước ở thành ngoài cốc nước giải khát có đá khi để trong không khí.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về sự bay hơi của vật chất

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng xuất hiện các giọt nước ở thành ngoài cốc nước đá là hiện tượng ngưng tụ. Hơi nước trong không khí tiếp xúc với thành cốc lạnh, ngưng tụ thành những giọt nước nhỏ. Đây là quá trình ngược lại với quá trình bay hơi.

Đáp án: D

Tự luận 1.1

Tính nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển hoàn toàn 5 kg nước ở 100 °C thành hơi ở cùng nhiệt độ. Biết nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiệt lượng cần cung cấp là: \(Q = L.m = {2,3.10^6}.5 = {1,15.10^7}(J)\)

Tự luận 1.2

Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 2 kg nước đá ở 0 °C chuyển thành nước ở cùng nhiệt độ. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,34.10⁵ J/kg.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiệt lượng cần cung cấp là: \(Q = \lambda .m = {3,34.10^5}.2 = {6,68.10^6}(J)\)

Tự luận 1.3

Khi được cung cấp một nhiệt lượng Q = 5,13.10⁵ J thì toàn bộ 1,5 kg băng (nước đá) ở 0 °C hoá lỏng và không thay đổi nhiệt độ. Tính nhiệt nóng chảy riêng của nước đá ở 0 °C.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá ở 0 °C là: \(\lambda  = \frac{Q}{m} = \frac{{{{5,13.10}^5}}}{{1,5}} = {3,42.10^5}(J/kg)\)

Tự luận 1.4

Một miếng bạc được cung cấp nhiệt lượng để tăng nhiệt độ đến nhiệt độ nóng chảy. Khi đến nhiệt độ nóng chảy, tiếp tục cung cấp thêm nhiệt lượng 25,2 kJ để hoá lỏng hoàn toàn miếng bạc. Biết nhiệt nóng chảy riêng của bạc là 1,05.10⁵ J/kg. Tính khối lượng miếng bạc.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Khối lượng miếng bạc: \(m = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{{{25,2.10}^3}}}{{{{1,05.10}^5}}} = 0,24(kg) = 240g\)

Tự luận 1.5

Đồ thị ở Hình 1.1 biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một miếng kim loại theo khối lượng kim loại đó. Dựa vào đồ thị, hãy cho biết đây là kim loại gì. Biết nhiệt nóng chảy riêng của sắt, chì, bạc, thiếc lần lượt là 2,77.10⁵ J/kg, 0,25.10⁵ J/kg, 1,05.10⁵ J/kg, 0,61.10⁵ J/kg.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Từ đô thị, ta tính được nhiệt nóng chảy riêng của miếng kim loại là 0,25.10⁵ J/kg. Kim loại này là chì.

Tự luận 1.6

Đồ thị ở Hình 1.2 biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt độ của khối băng theo nhiệt lượng cung cấp. Dựa vào đồ thị, hãy tính khối lượng khối băng. Biết nhiệt nóng chảy riêng của băng ở 0 °C là 3,34.10⁵ J/kg.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Từ đồ thị, ta thấy cần cung cấp nhiệt lượng Q = 100 kJ để hoá lỏng hoàn toàn khối băng ở 0 °C.

Khối lượng khối băng: \(m = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{{{100.10}^3}}}{{{{3,34.10}^5}}} \approx 0,299(kg) = 299g\)

Tự luận 1.7

Một lò nấu luyện nhôm trong một nhà máy trung bình nấu chảy được 15 tấn nhôm trong mỗi lần luyện.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để nấu chảy hoàn toàn nhôm ở nhiệt độ nóng chảy trong một lần luyện, biết nhiệt nóng chảy riêng của nhôm là 4,00.10⁵ J/kg.

b) Lò nấu sử dụng điện để luyện nhôm với hiệu suất sử dụng là 90%. Tính lượng điện năng (theo đơn vị kW.h) cần cung cấp cho quá trình làm nóng chảy lượng nhôm ở câu a.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để nấu chảy hoàn toàn nhôm ở nhiệt độ nóng chảy trong một lần luyện: \(Q = \lambda .m = {15000.4.10^5} = {6.10^9}(J)\)

b) Lượng điện năng cần cung cấp: \[{\rm{W}} = \frac{Q}{H} = \frac{{{{6.10}^9}}}{{0,9}} = {6,67.10^9}(J) = 1852(kWh)\]

Tự luận 1.8

Đồ thị ở Hình 1.3 biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ của nước theo thời gian đun và sau đó để nguội. Hãy cho biết đặc điểm từng quá trình về nhiệt độ và nhiệt lượng nước trao đổi tương ứng với từng đoạn của đồ thị.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

Đoạn AB biểu diễn quá trình đun nước, nước nhận nhiệt lượng, nhiệt độ của nước tăng đều theo thời gian từ 20 °C đến 100 °C. Đến thời điểm t₁ thì nhiệt độ của nước là 100 °C và nước bắt đầu sôi.

Đoạn BC biểu diễn quá trình nước đang sôi. Từ thời điểm t₁ đến l₂, nhiệt độ của nước không thay đổi, nhiệt lượng cung cấp cho nước dùng để duy trì cho nước sôi và hoá hơi.

Đoạn CD biểu diễn quá trình để nước nguội, không cung cấp nhiệt lượng cho nước nên nhiệt độ của nước giảm xuống.

Tự luận 1.9

Một hỗn hợp gồm nước và nước đá có nhiệt độ 0°C và có khối lượng là M = 5 kg được đun nóng bằng một ấm đun có công suất điện không thay đổi. Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ của hỗn hợp nước và nước đá theo nhiệt lượng mà ấm đun cung cấp, người ta thu được đồ thị như Hình 1.4. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá  \(\lambda  = {\rm{ }}{3,34.10^5}\) J/kg.

a) Xác định khối lượng của nước và của nước đá trong hỗn hợp ban đầu (bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường).

b) Biết thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến khi nhiệt độ của hỗn hợp bắt đầu tăng lên là 2 phút. Tính công suất của ấm đun.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng, công suất

Lời giải chi tiết:

a) Khối lượng nước đá: \(m = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{{{60.10}^3}}}{{{{3,34.10}^5}}} = 0,18(kg)\)

Khối lượng nước có trong hỗn hợp ban đầu: \(M - m = 5 - 0,18 = 4,82(kg)\)

b) Công suất của ấm đun: \(P = \frac{Q}{t} = \frac{{{{60.10}^3}}}{{120}} = 500({\rm{W}})\)

Tự luận 1.10

Hãy vận dụng kiến thức để phản bác ý kiến sau: “Khi các phân tử gần nhau thì lực hút giữa chúng chiếm ưu thế và khi xa nhau thì lực đẩy chiếm ưu thế.”. 

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

Giả sử ý kiến được đưa ra là đúng thì vật chất sẽ không thể tồn tại như chúng ta đang quan sát thấy. Các phân tử ở bề mặt ngẫu nhiên có vận tốc hướng ra ngoài trong khi các phân tử bên trong lân cận hướng vào trong thì khoảng cách giữa chúng tăng, kết quả các phân tử ở bề mặt sẽ thoát ra khỏi khối vật chất, trong khi các phân tử bên trong sẽ dồn thành một khối và lực hút càng lúc càng tăng đến khi mật độ trở nên vô cùng lớn.

Tự luận 1.11

Một đặc điểm của chất khí là luôn có xu hướng dẫn xa nhau tối đa, chiếm toàn bộ bình chứa. Hãy giải thích: Lẽ ra không khí sẽ phải dãn nở ra hết toàn vũ trụ, vậy tại sao chúng ta có không khí để thở?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử

Lời giải chi tiết:

Nguyên nhân chúng ta vẫn có không khí để thở là do trọng lực của Trái Đất. Giả sử đem một lượng khí lên không gian vũ trụ rất xa ảnh hưởng của các vật thể khác thì các phân tử khi sẽ dãn ra xa nhau đến vô cùng.

Tự luận 1.12

Cung cấp nhiệt lượng cho một khối băng (nước đá), người ta thu được đồ thị biểu diễn nhiệt độ của nước theo nhiệt lượng cung cấp được mô tả như Hình 1.5.

Dựa vào đồ thị, hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp để:

a) hoá lỏng hoàn toàn khối băng ở 0 °C.

b) nâng nhiệt độ của nước từ 0 °C đến 100 °C.

c) nâng nhiệt độ của nước từ 50 °C đến 80 °C.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

a) Từ đồ thị, ta thấy để hoá lỏng hoàn toàn khối băng ở 0 °C thì nhiệt lượng cần cung cấp là: \[{Q_1} = 60{\rm{ }}kJ.\]

b) Để nâng nhiệt độ của nước từ 0 °C đến 100 °C thì nhiệt lượng cần cung cấp là: \[{Q_2} = 100 - 60 = 40{\rm{ }}kJ\]

c) Từ đồ thị ta thấy, tại t = 50 °C thì Q = 80 kJ, tại t = 100 °C thì Q = 100 kJ.

Áp dụng tính chất tỉ lệ trong tam giác, ta xác định được tại t = 80 °C thì Q = 92 kJ. Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ của nước từ 50 °C đến 80 °C là:

\({Q_3} = 92 - 80 = 12(kJ)\)

Tự luận 1.13

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ của một miếng chì theo nhiệt lượng cung cấp được mô tả như Hình 1.6. Biết nhiệt nóng chảy riêng của chì là 0,25.10⁵ J/kg.

a) Xác định nhiệt độ nóng chảy của chì.

b) Tính khối lượng miếng chì.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Lời giải chi tiết:

a) Nhiệt độ nóng chảy của chì là 327 °C.

b) Khối lượng miếng chì: \(m = \frac{Q}{L} = \frac{{\frac{{{{41,2.10}^3}}}{{35}}.17}}{{{{0,25.10}^5}}} \approx 0,8(kg) = 800g\)