Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nóng chảy/đông đặc (Vật lý Lớp 12)

Thời gian kể từ lúc đo nhiệt độ đến khi lượng nước đá trong xô vừa tan hết là bao nhiêu phút (lấy kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Trong hệ đơn vị SI, đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là

Khối lượng nước đá còn lại ở thời điểm 20,0 phút bằng bao nhiêu kilogam (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

(TN THPT 2025) Một nhóm học sinh thảo luận phương án thí nghiệm làm giảm ảnh hưởng của sự trao đổi nhiệt với môi trường khi đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Họ dùng các dụng cụ: Phễu chứa nước đá (1), dây điện trở (2), cốc (3), cân điện tử (4) như hình bên.

Nhóm học sinh cho rằng: Trong thời gian cấp điện cho dây điện trở, nếu xác định được càng chính xác khối lượng nước đá tan chảy vào cốc do nhiệt lượng nhận từ môi trường thì sẽ giảm được càng nhiều ảnh hưởng của sự trao đổi nhiệt giữa nước đá với môi trường.

Phương án thí nghiệm của họ gồm hai giai đoạn và được tóm tắt như sau:

Giai đoạn 1: Chưa cấp điện cho dây điện trở: Xác định khối lượng $m_1$ của nước đá tan và đã chảy từ phễu vào cốc trong khoảng thời gian $t_1$.

Giai đoạn 2: Cấp điện cho dây điện trở: Xác định khối lượng $m_2$ của nước đá tan và đã chảy từ phễu vào cốc trong khoảng thời gian $t_2$. Ở cả hai giai đoạn, coi rằng khối lượng nước đá tan và đã chảy vào cốc do nhiệt lượng nhận từ môi trường trong những khoảng thời gian bằng nhau là như nhau và bỏ qua các ảnh hưởng khác (bay hơi, ngưng tụ của nước...).

Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một phương pháp điều trị được đề xuất cho người bị đột quỵ là ngâm mình trong bồn nước đá tại 0 ℃ để hạ nhiệt độ cơ thể, ngăn ngừa tổn thương não. Trong một loạt thử nghiệm, bệnh nhân được làm mát cho đến khi nhiệt độ bên trong của họ đạt tới nhiệt độ 32 ℃. Để điều trị cho một bệnh nhân nặng 70 kg, lượng đá tối thiểu ở 0 ℃ bác sĩ cần cho vào bồn tắm là bao nhiêu kilôgam để nhiệt độ của nó duy trì ở 0 ℃? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm). Biết nhiệt dung riêng của cơ thể người là 3480 J/(kg.K), nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $334\cdot 10^3$ J/kg, xem như nhiệt độ bình thường của cơ thể người là 37 ℃ và chỉ có trao đổi nhiệt giữa nước đá và cơ thể người.

Một học sinh tiến hành thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá với thí nghiệm được bố trí như hình vẽ. Ban đầu hai cốc chứa lượng nước đá ở 0 ℃ như nhau. Cốc A chứa nước đá tan từ phễu được làm nóng bởi thiết bị làm nóng. Cốc B chứa nước đá tan từ phễu do hấp thụ nhiệt từ môi trường. Sau khoảng thời gian $t$ (được xác định bởi đồng hồ), học sinh đọc số chỉ công suất trên Joulemeter là $P$, dùng cân đo lượng nước có trong cốc A, cốc B và ghi lại ở bảng sau:

$$<table><tbody><tr><td>Kh\acute{\hat{o}}ilượngnướctrongc\acute{\hat{o}}cA</td><td>M</td></tr><tr><td>Kh\acute{\hat{o}}ilượngnướctrongc\acute{\hat{o}}cB</td><td>m</td></tr><tr><td>Thờigianl\grave{a}mn\acute{o}ng</td><td>t</td></tr><tr><td>C\hat{o}ngsu\acute{\hat{a}}tcủathi\acute{\hat{e}}tbịl\grave{a}mn\acute{o}ng</td><td>P</td></tr></tbody></table>$$

Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo các bước như sau:

+ Lấy một số viên nước đá có tổng khối lượng $m_1$ kg từ tủ lạnh và chuẩn bị một bình cách nhiệt có chứa $m_2$ kg nước.

+ Đo nhiệt độ ban đầu $t_1$ của nước đá và nhiệt độ $t_2$ của nước trong bình cách nhiệt bằng nhiệt kế.

+ Cho các viên nước đá vào bình cách nhiệt, khuấy đều hỗn hợp nước và nước đá cho đến khi nước đá tan hoàn toàn.

+ Đo nhiệt độ $t$ cuối cùng của hỗn hợp.

Các kết quả đo lường được học sinh đó ghi lại trong bảng sau:

$$<table><tbody><tr><td>Nướcđ\acute{a}</td><td>m_1</td><td>0,12kg</td></tr><tr><td></td><td>t_1</td><td>-12℃</td></tr><tr><td>H\tilde{\hat{o}}nhợp</td><td>t</td><td>15℃</td></tr></tbody></table>$$

Cho nhiệt dung riêng của nước đá và nước lần lượt là $c_1=2100$ J/(kg.K), $c_2$, nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 0 ℃. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của bình với nước và nước đá. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá được mô tả như hình vẽ. Dây đun (dây điện trở) có công suất 480 W dùng để làm nóng chảy nước đá trong thùng chứa. Sau 120 s, số chỉ của cân điện tử giảm đi 0,172 kg. Cho biết chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nước đá và dây đun. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Các bạn bố trí thí nghiệm như hình bên và tiến hành thí nghiệm qua các bước sau:

Bước 1:

- Cho nước đá vào nhiệt lượng kế và hứng nước chảy ra bằng một chiếc cốc đặt trên cân, cho đến khi nước chảy ổn định đọc số chỉ của cân được giá trị $m_0$.

- Bật đồng hồ đo thời gian, sau thời gian $t$ (giây), đọc số chỉ của cân được giá trị $m_1$.

Bước 2:

- Bật biến áp nguồn.

- Đọc số chỉ $P$ của oát kế.

- Cho nước chảy thêm vào cốc khi đồng hồ chỉ $2t$ (giây), đọc số chỉ của cân được giá trị $m_2$.

Kết quả thí nghiệm được nhóm ghi lại ở bảng sau:

$$<table><tbody><tr><td>Đạilượng</td><td>m_0(kg)</td><td>m_1(kg)</td><td>m_2(kg)</td><td>t(s)</td><td>P(W)</td></tr><tr><td>K\acute{\hat{e}}tquảđo</td><td>5,00\cdot 10^{-3}</td><td>8,00\cdot 10^{-3}</td><td>25,0\cdot 10^{-3}</td><td>168</td><td>34,0</td></tr></tbody></table>$$

Xem điều kiện môi trường (nhiệt độ, áp suất,...) không đổi trong suốt thời gian làm thí nghiệm và điện năng tiêu thụ chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt lượng cung cấp cho nước đá. Bỏ qua sự bay hơi của nước. Giá trị nhiệt nóng chảy riêng của nước đá dùng trong thí nghiệm này là bao nhiêu kJ/kg (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Để xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, có thể tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ nguyên lí như hình dưới đây. Dòng điện làm nóng dây điện trở trong một nhiệt lượng kế và làm nước đá nóng chảy. Lượng nước thu được sau khi toàn bộ nước đá nóng chảy được đem đi cân thì thấy nó có khối lượng 15 g. Công suất điện tiêu thụ được xác định bằng oát kế là 24 W. Thời gian đun được xác định bằng đồng hồ là 180 s. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một học sinh làm thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá với bộ dụng cụ gồm: Biến áp nguồn; nhiệt lượng kế có dây nung công suất $P=10$ W; cân điện tử; cốc hứng nước có khối lượng 50 g; giá đỡ. Bố trí thí nghiệm như hình bên, tiến hành và quan sát thí nghiệm qua hai giai đoạn liên tiếp:

Giai đoạn 1: Cho khối nước đá đang tan vào nhiệt lượng kế, bật nguồn điện để dây nung nóng lên làm nước đá nóng chảy, cốc hứng nước đặt trên cân điện tử hứng nước chảy ra từ nhiệt lượng kế và quan sát số chỉ của cân. Sau một thời gian kể từ khi cấp điện, tại thời điểm $t_1$, thấy số chỉ của cân là 60 g.

Giai đoạn 2: Tiếp tục quan sát thì nhận thấy, sau thời gian 15 phút kế tiếp kể từ thời điểm $t_1$, số chỉ của cân tăng đến 87 g.

Cho rằng toàn bộ nhiệt lượng tỏa ra từ dây nung đều truyền cho nước đá trong nhiệt lượng kế và toàn bộ nước đá tan ra đều chảy vào cốc, bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Để xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, có thể tiến hành thí nghiệm ở áp suất tiêu chuẩn 1 atm theo sơ đồ nguyên lí như hình vẽ. Dòng điện làm nóng dây điện trở trong một nhiệt lượng kế và làm nước đá nóng chảy. Lượng nước thu được sau khi toàn bộ nước đá nóng chảy được đem đi cân thì thấy nó có khối lượng 15,0 g. Công suất điện tiêu thụ được xác định bằng oát kế là 24,0 W. Thời gian đun được xác định bằng đồng hồ là 180 s. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một viên nước đá được lấy ra khỏi tủ lạnh và đặt trong phòng. Sau một thời gian, viên nước đá bắt đầu tan. Phát biểu nào dưới đây không đúng?

Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm khảo sát quá trình nóng chảy và tăng nhiệt độ của một mẫu chất rắn khối lượng $m$. Mẫu chất được đặt trong một bình nhiệt lượng kế và được cấp nhiệt liên tục bởi một thiết bị đun có công suất không đổi $P=250\mathrm{W}$. Nhóm tiến hành ghi nhận nhiệt độ của mẫu theo thời gian và thu được bảng số liệu sau:

$$<table><tbody><tr><td>\text{Thời điểm (phuˊt)}</td><td>0,00</td><td>1,00</td><td>2,00</td><td>3,00</td><td>4,00</td><td>5,00</td><td>6,00</td><td>7,00</td><td>8,00</td><td>9,00</td><td>10,00</td><td>11,00</td></tr><tr><td>\text{Nhiệt độ }{(}^{\circ }\text{C})</td><td>-8,32</td><td>-3,94</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>2,02</td><td>4,08</td><td>6,05</td><td>8,01</td><td>10,10</td><td>12,95</td></tr></tbody></table>$$

Xét tính Đúng/Sai của các nhận định sau:

Trong quá trình nóng chảy của một chất rắn tinh thể (ví dụ như nước đá ở $0{}^{\circ }\mathrm{C}$), nhiệt lượng cung cấp cho khối chất được dùng để làm gì?

Một học sinh làm thí nghiệm “Làm đá từ nước muối” với các bước như sau:

Bước 1: Pha nước muối đặc và đựng trong bình thủy tinh.

Bước 2: Cho bình nước muối đặc vào trong tủ lạnh một thời gian đủ dài.

Bước 3: Lấy bình nước muối ra khỏi tủ lạnh và đặt một ống nghiệm chứa nước vào trong nước muối, như hình vẽ bên.

Bước 4: Quan sát trạng thái (thể) của nước trong ống nghiệm và ghi lại dữ liệu nhiệt độ của nước muối và nước vào bảng bên dưới theo thời gian.

Trong suốt thí nghiệm, nước muối dù ở nhiệt độ thấp vẫn ở trạng thái lỏng.

Xét tính Đúng/Sai của các nhận định sau:

Trong khoảng thời gian ${\tau }_2$ giây đầu tiên, nước trong cốc tỏa ra nhiệt lượng là bao nhiêu kJ (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?

Khối lượng nước ban đầu trong cốc là bao nhiêu kg (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một lò nung điện có công suất 20000 W làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng có nhiệt độ ban đầu 30 ℃. Biết chỉ có 50\% điện năng tiêu thụ của lò được dùng vào việc làm đồng nóng lên và làm đồng nóng chảy. Cho biết nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy riêng của đồng có giá trị lần lượt là $c=380$ J/(kg.K); $\lambda =1,80\cdot 10^5$ J/kg, nhiệt độ nóng chảy của đồng là 1084 ℃.

Thời gian cần làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng là

Một học sinh tiến hành đun một khối nước đá từ 0 °C đến khi tan chảy hết thành nước và bay hơi ở 100 °C. Hình vẽ là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt lượng mà khối nước đá nhận được từ lúc đun đến lúc bay hơi và sự thay đổi nhiệt độ của nó. Lấy nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $3,3\cdot 10^5$ J/kg và nhiệt dung riêng của nước gần đúng là 4200 J/kg.K, nhiệt hóa hơi của nước là $2,3\cdot 10^6$ J/kg. Các phát biểu sau đúng hay sai?