Ở thể rắn (xét với chất rắn kết tinh), các phân tử rất gần nhau (khoảng cách trung bình giữa các phân tử cỡ kích thước phân tử) và các phân tử sắp xếp có trật tự, chặt chẽ. Lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh, giữ cho chúng không di chuyển tự do mà chỉ có thể dao động quanh vị trí cân bằng xác định.

Do đó, nguyên tử (phân tử) chất rắn có lực tương tác phân tử lớn.

Đáp án: A

Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nội năng không chỉ bao gồm động năng của các phân tử chuyển động mà còn bao gồm thế năng do các phân tử tương tác với nhau.
Giải thích các đáp án khác:

- Tổng động năng và thế năng của vật: Đây không chính xác vì nó không bao hàm toàn bộ khái niệm nội năng, mà chỉ nói chung về động năng và thế năng của vật.
- Tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công: Nhiệt lượng và cơ năng là các khái niệm liên quan đến quá trình truyền nhiệt và thực hiện công, nhưng không phản ánh đúng khái niệm nội năng của một vật.
- Nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt: Nhiệt lượng là phần năng lượng được trao đổi trong quá trình truyền nhiệt, không phải là toàn bộ nội năng của vật.

Đáp án: B

Để xác định giới hạn đo của nhiệt kế, ta cần quan sát giá trị lớn nhất trên thang đo của nhiệt kế. Đây là giá trị mà nhiệt kế có thể đo được lớn nhất trước khi vượt quá khả năng đo lường của nó.

Đáp án: A

Từ định nghĩa trên, mỗi kilogram đồng cần một lượng nhiệt Q = 1,8.10⁵ J để chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng tại nhiệt độ nóng chảy.

Đáp án: B

Nhệt lượng cần cung cấp cho khối chất lỏng trong quá trình sôi gọi là nhiệt hoá hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi.

Nhiệt hoá hơi được tính bằng công thức Q = L.m trong đó L là nhiệt hoá hơi riêng của chất lỏng, m là khối lượng của chất lỏng.

Đơn vị của nhiệt hoá hơi là Jun, không phải là Jun trên kilôgam (J/kg).

Đáp án: A

Trong hệ tọa độ (p,V), đường đẳng nhiệt tuân theo định luật Boyle, được biểu diễn bởi phương trình pV = const.

Đường cong biểu diễn mối quan hệ này là một đường hyperbol, vì khi áp suất tăng, thể tích giảm và ngược lại, theo một tỷ lệ nghịch.

Đáp án: D

Lượng khí có $\frac{V}{T} = const$ là quá trình đẳng áp.

Quá trình đẳng tích có $\frac{p}{T} = const$

Quá trình đẳng nhiệt: pV = const.

Đáp án: C

Phương trình khí lí tưởng: $\frac{{pV}}{T}{\rm{ = cons}}t$

Khi giữ thể tích V không đổi thì tỉ số $\frac{p}{T}$ luôn không đổi.

Đáp án: B

Theo công thức ta có: $p = \frac{1}{3}\frac{{Nm}}{V}\overline {{v^2}}$

Áp suất do các phân tử khí tác dụng lên thành bình chứa tỉ lệ nghịch với thể tích V bình chứa, tỉ lệ thuận với số phân tử khí trong một đơn vị thể tích μ , tỉ lệ thuận với khối lượng riêng ρ và tỉ lệ thuận với khối lượng của mỗi phân tử khí.

Đáp án: D

Đường được cấu tạo từ các phân tử, mà các phân tử thì chuyển động không ngừng, chuyển động này càng nhanh khi nhiệt độ càng cao.

Đường pha vào nước nóng sẽ chuyển động nhanh hơn nên tan nhanh hơn khi pha vào nước lạnh nên đường tan vào nước nóng nhanh hơn tan vào nước lạnh.

Đáp án: D

Nhiệt độ của nước đá đang tan trong nhiệt giai Celsius là 0 °C.

Áp dụng công thức cho 0 °C: $t = 1,8 \times 0 + 32 = 32^\circ F$

Trong nhiệt giai Fahrenheit, nhiệt độ của nước đá đang tan là 32 ℉.

Đáp án: D

Nhiệt lượng cung cấp cho ete bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi được tính bằng biểu thức: Q = L.m

Vậy nhiệt hoá hơi riêng của ete: $L = \frac{Q}{m} = \frac{{{{40.10}^5}}}{{10}} = 0,{4.10^6}{\mkern 1mu} J/kg$

Đáp án: D

Do nhiệt độ của khối khí không đổi nên ta áp dụng định luật Boyle: ${p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}$

Vì quá trình là nén nên V giảm 1,5 L → p tăng 2 atm: $8.{V_1} = \left( {8 + 2} \right).\left( {{V_1} - 1,5} \right) \Rightarrow {V_1} = 7,5{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} L$

Đáp án: C

Trong quá trình đẳng áp thì $\frac{V}{T} = const$; do đó thể tích của một lượng khí xác định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Vậy thể tích tăng hai lần thì nhiệt độ tuyệt đối tăng hai lần.

Đáp án: A

Nhiệt độ của khí càng cao, động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí càng lớn.

Đáp án: B

Ta có:

h₁ = 38 cm, ${h_2} = \frac{{{h_1}}}{3} = \frac{{38}}{3}$ là chiều cao cột thủy ngân; V₁= 38.S, ${V_2} = (76 - \frac{{38}}{3}).S = \frac{{190}}{3}.S$ là thể tích khí qua 2 trạng thái ban đầu và lúc sau. 

Áp dụng phương trình trạng thái:

$\begin{array}{l}\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = {T_1}\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}}\frac{{{V_2}}}{{{V_1}}}\\ \Rightarrow {T_2} = {T_1}.\frac{{({p_0} + {h_2})}}{{({p_0} + {h_1})}}.\frac{{{V_2}}}{{{V_1}}} = (7 + 273).\frac{{(76 + \frac{{38}}{3})}}{{(76 + 38)}}.\frac{{190}}{{3.38}} = 363K = 90^\circ C\end{array}$

Đáp án: D

Khối lượng riêng của khí sau khi nung nóng: ${\rho _2} = \frac{m}{{{V_2}}} = 1,2\,$g/lít

$\Rightarrow {V_2} = \frac{m}{{{\rho _2}}} = \frac{{15}}{{1,2}} = 12,5\,$lít

$\begin{array}{l}\frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{{T_1}}}{{{T_2}}}\\ \Rightarrow {T_1} = \frac{{{V_1}}}{{{V_2}}}.{T_2} = \frac{{10}}{{12,5}}.360 = 288\,{\rm{K}}\end{array}$

Giá trị của T₁ là ${T_1} = 288 - 273 = 15^\circ C$

Đáp án: A

Do pit - tông dịch sang bên trái nên thể tích của khí giảm. Mà nhiệt độ của khí không đổi ⇒ áp suất khí tăng. Ta có:

Cân bằng áp suất: ${p_2} = {p_o} + \frac{F}{s}$

Thể tích khí sau khi nén: ${V_2} = {V_1} - {\rm{\Delta }}V = 100 - 1.20 = 80{\mkern 1mu} c{m^3}$

Áp dụng định luật Boyle cho trạng thái chưa nén và sau khi nén:

$\begin{array}{l}{p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\\ \Rightarrow 100.100 = \left( {100 + \frac{F}{s}} \right).80 \Rightarrow \frac{F}{s} = 25kPa\\ \Rightarrow F = {25.10^3}.20.{({10^{ - 2}})^2} = 50N\end{array}$

Đáp án: C

a) "Ở nhiệt độ 80 ℃, chất rắn này bắt đầu nóng chảy." đúng, vì chất rắn tăng nhiệt độ đến 80 ℃ thì nhiệt độ không tăng nữa trong vòng 3 phút. Do đó, đây là nhiệt độ nóng chảy của chất rắn.
b) "Thời gian nóng chảy của chất rắn là 4 phút." sai, vì chất rắn bắt đầu nóng chảy từ 4 phút đến 7 phút. Do vậy, chất rắn nóng chảy trong vòng 3 phút.
c) "Sự đông đặc bắt đầu từ 13 phút." đúng, vì từ phút thứ 13 đến phút thứ 18 thì nhiệt độ của chất không đổi nên lúc này chất đang trong quá trình đông đặc. Vậy sự đông đặc bắt đầu từ 13 phút.
d) "Thời gian đông đặc kéo dài 5 phút." đúng, vì thời gian đông đặc kéo dài từ phút thứ 13 đến phút thứ 18 nên thời gian đông đặc là 5 phút.

a) "Nhiệt độ của nước khi ra khỏi buồng đốt là 52,6 °C." sai, vì:
Xét trong thời gian 1 s, ta có:
Khối lượng nước chảy qua buồng đốt trong 1 s là 6,2.10^-2 kg.
Nhiệt lượng cung cấp cho nước trong 1 s là $Q = Pt = {9.10^3}{\mkern 1mu} J = mc\left( {t - {t_0}} \right) \Rightarrow t = \frac{Q}{{mc}} + {t_0} = \frac{{{{9.10}^3}}}{{6,{{2.10}^{ - 2}}.4180}} + 21,0 = 55,7{\mkern 1mu} ^\circ C$

b) "Nếu nhiệt độ của nước khi đi vào buồng đốt tăng gấp đôi thì nhiệt độ nước ra khỏi buồng đốt tăng gấp đôi." sai, vì:
Nếu nhiệt độ của nước đi vào tăng lên gấp đôi, ứng với 42 °C, lúc này nước đi ra sẽ có nhiệt độ xấp xỉ 76,7 °C.
c) "Nếu công suất điện tăng 2 lần thì nhiệt độ nước ra khỏi buồng đốt là 78,9 °C." sai, vì:
Nếu công suất điện tăng lên 2 lần, ứng với 18 kW thì nhiệt độ ra khỏi buồng đốt: $t' = \frac{{Q'}}{{mc}} + {t_0} = \frac{{{{18.10}^3}}}{{6,{{2.10}^{ - 2}}.4180}} + 21,0 \approx 90,4{\mkern 1mu} ^\circ C$

d) "Việc thay đổi lưu lượng dòng nước làm ảnh hưởng đến nhiệt độ của nước đi ra." đúng, vì:
Khi thay đổi lưu lượng dòng nước, nhiệt độ của nước đi ra sẽ thay đổi do lúc này, xét trong 1 đơn vị thời gian khối lượng của nước nhận được nhiệt lượng đã thay đổi.

a) "Trong chu trình, không có quá trình biến đổi đẳng tích." sai, vì:
Quá trình biến đổi từ trạng thái (4) về trạng thái (1) là quá trình đẳng tích do đường biểu diễn trong hệ (p,T) là đường thẳng đi qua gốc toạ độ.
b) "Thể tích của khối khí ở trạng thái (4) là 3 lít." đúng, vì:
Thể tích của trạng thái (1) và thể tích của trạng thái (4) bằng nhau.
Áp dụng phương trình trạng thái ta có: ${p_1}{V_1} = \frac{m}{M}R{T_1} \Rightarrow {V_1} = \frac{{\frac{m}{M}R{T_1}}}{{2{p_0}}} = \frac{{\frac{1}{4}.8,31.300}}{{2.1,{{03875.10}^5}}} = {3.10^{ - 3}}{\mkern 1mu} {m^3} = 3l$

c) "Công mà khối khí thực hiện khi biến đổi từ trạng thái (4) về trạng thái (1) là 312 J." sai, vì:
Quá trình biến đổi từ trạng thái (4) về trạng thái (1) là quá trình đẳng tích nên khối khí không thực hiện công: A = 0.
d) "Công mà khối khí thực hiện trong quá trình biến đổi đẳng nhiệt là 432 J. (Kết quả chỉ lấy phần nguyên)" đúng, vì:
Quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình đẳng áp nên ta có: $\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {V_2} = \frac{{{V_1}{T_2}}}{{{T_1}}} = 2{V_1} = {6.10^{ - 3}}{\mkern 1mu} {m^3}$

Quá trình biển đổi từ trạng thái (2) đến trạng thái (3) là quá trình đẳng nhiệt nên ta có: ${p_2}{V_2} = {p_3}{V_3} \Rightarrow {V_3} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{p_3}}} = {2.6.10^{ - 3}} = {12.10^{ - 3}}{\mkern 1mu} {m^3}$

Vẽ lại đồ thị biến đổi trong hệ toạ độ (p,V) ta được:

Trong quá trình biến đổi đẳng nhiệt từ trạng thái (2) sang trạng thái (3), ta luôn có:

$pV = {p_1}{V_1} = 2.1,{03875.10^5}{.3.10^{ - 3}} = 623,25 \Rightarrow p = \frac{{623,25}}{V}$

Công mà khối khí thực hiện chính là diện tích hình thang cong: ${A_{23}} = \int\limits_{{V_2}}^{{V_3}} {\frac{{623,25}}{V}dV}  = 623,25\ln V\left| \begin{array}{l}{V_3}\\{V_2}\end{array} \right. = 623,25\ln \frac{{{V_3}}}{{{V_2}}} = 623,25\ln 2 = 432J$

a) Đúng. Theo công thức ${E_k} = \frac{3}{2}{k_B}T$, động năng trung bình chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ T. Vì hai bình ở cùng nhiệt độ, động năng trung bình của các phân tử hydrogen và helium là bằng nhau.

b) Sai. Số mol n của khí trong mỗi bình: $n = \frac{m}{M}$

trong đó m: khối lượng khí (bằng nhau), M: khối lượng mol của khí.

Khí hydrogen (H₂​) có M = 2 g/mol, khí helium (He) có M = 4 g/mol. Do đó, số mol khí hydrogen gấp đôi số mol khí helium.

Vì $p = \frac{{nRT}}{V}$​, số mol khí nhiều hơn thì áp suất lớn hơn. Do ${n_{{\rm{hydrogen}}}} = 2{n_{{\rm{helium}}}}$​, áp suất ở bình thứ nhất gấp đôi áp suất ở bình thứ hai.

c) Đúng. Nhiệt độ tuyệt đối: $T = 37 + 273 = 310\,{\rm{K}}$

Động năng trung bình của mỗi phân tử:

$\begin{array}{l}{E_k} = \frac{3}{2}{k_B}T\\ \Rightarrow {E_k} = \frac{3}{2}.1,{38.10^{ - 23}}.310 \approx 6,{417.10^{ - 21}}\,{\rm{J}}\end{array}$

d) Sai. Bình phương vận tốc trung bình:

 $\begin{array}{l}v_{{\rm{tb}}}^2 = \frac{{3{k_B}T}}{m},m = \frac{M}{{{N_A}}} = \frac{{{{4.10}^{ - 3}}}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\,{\rm{kg}}\\ \Rightarrow v_{{\rm{tb}}}^2 = \frac{{3.1,{{38.10}^{ - 23}}.300}}{{\frac{{{{4.10}^{ - 3}}}}{{6,{{022.10}^{23}}}}}} = 1,{87.10^6}{m^2}/{s^2} = 1,{87.10^{10}}c{m^2}/{s^2}\end{array}$

Nhiệt độ trung bình ngày: T_ng (K) = t (°C) + 273 = 24 + 273 = 297 K
Nhiệt độ trung bình đêm: T_d (K) = t (°C) + 273 = 17 + 273 = 290 K
Chênh lệch nhiệt độ: ΔT = T_ng − T_d = 297 – 290 = 7 K

Đáp án: 7

Số mol khí Chlorine ${\rm{n}} = \frac{{\rm{m}}}{{\rm{M}}} = \frac{{105}}{{70}} = 1,5{\rm{\;}}{\rm{\;}}{\rm{\;mol}}$

Đáp án: 1,5

Trong quá trình đẳng tích thì: $\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}}$

Nếu áp suất tăng 2 lần thì nhiệt độ tăng 2 lần, vậy: ${T_2} = 2{T_1} = 2.\left( {20 + 273} \right) = 586K$

suy ra t₂ = 313 ℃

Theo định luật I thì: ΔU = A + Q

Do đây là quá trình đẳng tích nên A = 0, Vậy ${\rm{\Delta }}U = Q = mc\left( {{t_2}-{t_1}} \right) = 4920J$

Đáp án: 4920

Mật độ động năng phân tử u được tính bằng: $u = \frac{3}{2}p \Rightarrow p = \frac{{2u}}{3} \Rightarrow p = \frac{{{{2.3.10}^3}}}{3} = {2.10^3}\,{\rm{Pa}}$

Đổi đơn vị: $p = \frac{{{{2.10}^3}}}{{{{10}^3}}} = 2\,{\rm{kPa}}$

Đáp án: 2

Xem pit-tông chuyển động đều khi đó khí tác dụng lên diện tích pít-tông một lực: $F = {F_{ms}} \Rightarrow A' = F.l = 20.0,05 = 1J \Rightarrow A =  - A' =  - 1J$(vì sinh công).
Độ biến thiên nội năng: ${\rm{\Delta }}U = A + Q =  - 1 + 1,5 = 0,5{\mkern 1mu} J$

Đáp án: 0,5

Gọi ρ là khối lượng riêng của không khí.

$p = \frac{1}{3}\mu m\overline {{v^2}}  = \frac{1}{3}.\frac{N}{V}m.\overline {{v^2}}  = \frac{1}{3}\rho .\overline {{v^2}}  \Rightarrow \overline {{v^2}}  = \frac{{3p}}{\rho } = \frac{{{{3.10}^5}}}{{1.1,29}} \approx 2,{3.10^5}\left( {\frac{{{m^2}}}{{{s^2}}}} \right)$

Đáp án: 2,3