Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nội năng, định luật I (Vật lý Lớp 12)

Trong một thí nghiệm khảo sát sự chuyển hóa cơ năng thành nội năng, một học sinh dùng sợi dây nối với vật nặng có khối lượng $5,00\mathrm{kg}$. Dây được vắt qua ròng rọc và quấn quanh trục gắn với các cánh khuấy đặt trong một bình chứa $0,400\mathrm{kg}$ nước. Khi vật nặng đi xuống, các cánh khuấy quay và khuấy nước. Mỗi lần thả, vật nặng đi xuống một đoạn $1,20\mathrm{m}$ với tốc độ gần như không đổi. Sau mỗi lần, học sinh đưa vật trở lại vị trí ban đầu rồi tiếp tục thả. Sau 60 lần thả, nhiệt độ của nước tăng từ $25,0{}^{\circ }\mathrm{C}$ lên $26,8{}^{\circ }\mathrm{C}$. Bỏ qua sự thay đổi động năng của vật nặng và coi nhiệt dung của bình, cánh khuấy không đáng kể; độ tăng nội năng của nước chính là nhiệt lượng mà nước nhận vào. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4,20\cdot 10^{3}J/(\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K})$, lấy $g=9,81m/{\mathrm{s}}^2$.

Dùng thông tin sau cho Câu 1 và Câu 2: Một phòng họp đang trống trước giờ sử dụng có kích thước khoảng 6,8 m $\times$ 5,4 m $\times$ 3,1 m. Bàn ghế và các thiết bị chiếm khoảng 8,5% thể tích phòng. Phòng được làm ấm bằng quạt sưởi điện công suất lớn, có công suất định mức 9,0 kW và bộ điều nhiệt điều khiển tự động. Điện năng tiêu thụ của hệ thống sưởi được ghi bằng công tơ điện.

Trong một ngày rét, trước khi bật quạt sưởi, phòng đã để trống đủ lâu nên nhiệt độ không khí trong phòng bằng nhiệt độ ngoài trời, đều là $14,0{}^{\circ }$C. Khi đó, áp suất không khí trong phòng là 98,8 kPa. Quạt sưởi hoạt động liên tục ở chế độ định mức trong 15,9 phút để đưa nhiệt độ phòng lên $22,0{}^{\circ }$C.

Khi nhiệt độ phòng được duy trì ổn định ở $22,0{}^{\circ }$C, trong 90,0 phút theo dõi, công tơ điện ghi nhận hệ thống sưởi tiêu thụ 3,80 kWh.

Biết ở điều kiện tiêu chuẩn ($0{}^{\circ }$C; 101,3 kPa), khối lượng riêng của không khí là 1,293 kg/m${}^3$; nhiệt dung riêng đẳng tích của không khí là 718 J/(kg$\cdot$K). Nhiệt dung tính chung của tường, sàn, bàn ghế và các thiết bị tham gia trao đổi nhiệt trong quá trình làm ấm là 0,825 MJ/K. Coi lượng không khí trong phòng không đổi và không khí là khí lí tưởng.