Giải Vật lí 12 Cánh diều bài 3

Lời giải:

Khi bật nước ở chế độ lạnh thì nhiệt lượng từ tay truyền cho nước, nên ta cảm thấy mát lạnh. Khi bật nước ở chế độ nóng (hoặc ấm) thì nhiệt lượng của nước truyền cho tay nên ta cảm thấy nóng (ấm). Do có sự chênh lệch nhiệt độ, nhiệt năng truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp.

Câu hỏi 1 trang 17 SGK Vật lí 12

Đề xuất phương án thí nghiệm với các dụng cụ ở nhà trường để xác định chiều truyền năng lượng nhiệt giữa hai vật.

Lời giải:

- Các dụng cụ đơn giản:

+ Nhiệt kế

+ Đèn cồn

+ Cốc nước lạnh

+ Thanh sắt

- Phương án thí nghiệm:

+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của cốc nước lạnh

+ Hơ nóng thanh sắt trên ngọn lửa đèn cồn, sau đó đo nhiệt độ của thanh sắt.

+ Thả thanh sắt vào cốc nước lạnh, sau một khoảng thời gian đo nhiệt độ của nước và thanh sắt.

- Kết quả: Nhiệt độ của nước tăng lên, nhiệt độ của thanh sắt giảm đi, chứng tỏ năng lượng nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

Giải Vật lí 12 trang 18 Cánh diều

Thực hành, khám phá trang 18 SGK Vật lí 12

Dụng cụ

– Cốc thủy tinh (1)

– Cốc kim loại (2)

– Nhiệt kế (3)

Hình 3.2 là ảnh chụp các dụng cụ.

Phương án thí nghiệm

– Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

– Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.

Bước 1

- Đổ nước từ trong cùng một bình chứa vào hai cốc. Đo nhiệt độ nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc đầu).

- Đặt cốc (2) vào trong (1). Sau hai phút, đo nhiệt độ của nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc sau).

Bước 2

– Giữ nguyên nước trong cốc (1). Đưa cốc (2) ra khỏi cốc (1) và thay nước trong cốc này bằng nước nóng.

– Đo nhiệt độ nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc đầu).

– Đặt cốc (2) chứa nước nóng vào trong cốc (1). Sau hai phút, đo nhiệt độ của nước ở hai cốc (nhiệt độ lúc sau).

Kết quả

- Rút ra kết luận về sự truyền năng lượng nhiệt giữa nước trong cốc thuỷ tinh và nước trong cốc kim loại ở hai bước của thí nghiệm.

Lời giải:

Ở bước 1. Nhiệt độ của nước trong hai cốc ban đầu và sau hai phút không đổi.

Ở bước 2. Nhiệt độ sau 2 phút của nước trong cốc 1 tăng lên, nhiệt độ nước trong cốc 2 giảm đi.

Câu hỏi 2 trang 18 SGK Vật lí 12

Ở bước 1 của thí nghiệm này, dựa vào cơ sở nào để suy ra là không có sự truyền năng lượng nhiệt giữa hai cốc nước?

Lời giải:

Cơ sở: Khi hai vật có cùng nhiệt độ, không có sự truyền năng lượng nhiệt giữa chúng.

Câu hỏi 3 trang 18 SGK Vật lí 12

Ở bước 2 của thí nghiệm này, dựa vào cơ sở nào để suy ra là có sự truyền năng lượng nhiệt giữa hai cốc nước?

Lời giải:

Cơ sở: Năng lượng nhiệt được truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn.

Luyện tập 1 trang 18 SGK Vật lí 12

Mùa nóng, ta thường dùng nước đá để làm mát đồ uống. Hãy cho biết chiều truyền năng lượng nhiệt trong trường hợp này.

Lời giải:

Khi bỏ đá vào đồ uống, năng lượng nhiệt của đồ uống truyền sang cho đá, làm cho nhiệt độ của đồ uống giảm xuống nên khi uống sẽ thấy mát.

Giải Vật lí 12 trang 19 Cánh diều

Câu hỏi 4 trang 19 SGK Vật lí 12

Nêu cách xác định độ chia trong thang nhiệt độ Celsius và trong thang nhiệt độ Kelvin.

Lời giải:

Trong thang nhiệt độ Celsius, chọn hai mốc nhiệt độ là nhiệt độ của nước đá (nước tinh khiết đóng băng) đang tan ở áp suất 1 atm là 0°C và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết ở áp suất 1 atm là 100°C. Từ vạch 0°C đến vạch 100°C chia thành 100 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng ứng với 1°C. Nhiệt độ trong thang đo này được kí hiệu là t. Đơn vị là độ Celsius (kí hiệu: °C).

Trong thang nhiệt độ Kelvin, chọn hai mốc nhiệt độ là nhiệt độ mà tại đó động năng chuyển động nhiệt của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên các chất bằng không là 0 K (gọi là độ 0 tuyệt đối) và chọn nhiệt độ nước tinh khiết tồn tại ở đồng thời ở thể rắn, lỏng và hơi là 273,16 K. Trong khoảng giữa hai giá trị nhiệt độ này, chia thành 273,16 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng là 1 K.

Câu hỏi 5 trang 19 SGK Vật lí 12

Cách hiểu “Ở nhiệt độ không tuyệt đối, các chất không còn năng lượng nữa” có chính xác không? Vì sao?

Lời giải:

Cách hiểu “Ở nhiệt độ không tuyệt đối, các chất không còn năng lượng nữa” là không chính xác. Ở thể tích này, thể tích của lượng khí bằng 0, điều này chứng tỏ người ta không thể hạ nhiệt xuống tới -273,15°C vì thể tích của một lượng khí không thể bằng 0. Bên cạnh đó khi giảm nhiệt độ, thì chuyển động nhiệt cũng giảm theo và khi ở nhiệt độ không tuyệt đối thì chuyển động nhiệt của các phân tử đều dừng lại (động năng của chúng bằng không). Khi đó không có sự va chạm giữa các phân tử và thế năng tương tác giữa các phân tử là tối thiểu.

Luyện tập 2 trang 19 SGK Vật lí 12

Xác định các giá trị còn thiếu (?) trên biểu đồ Hình 3.3.

Lời giải:

Dựa vào cách quy đổi giữa hai thang nhiệt độ, ta có lần lượt như sau:

4300 K = 4027^oC

1538^oC = 1811 K

373 K = 100^oC

90 K = -183^oC

Giải Vật lí 12 trang 20 Cánh diều

Vận dụng 1 trang 20 SGK Vật lí 12

Theo bản tin thời tiết phát lúc 19h50 ngày 27/02/2022 thì nhiệt độ trung bình ngày – đêm trong ngày 28/02/2022 tại Hà Nội là 24°C - 17°C. Sự chênh lệch nhiệt độ này trong thang đo Kelvin là bao nhiêu? Từ đó nhận xét về chênh lệch nhiệt độ khi tính trong hai thang đo.

Lời giải:

Do cùng thêm một lượng là 273 K nên độ chênh lệch nhiệt độ trong 2 thang nhiệt độ là như nhau. Độ chênh lệch nhiệt độ là 7^oC hay 7 K.

Vận dụng 2 trang 20 SGK Vật lí 12

Thế giới từng ghi nhận sự thay đổi nhiệt độ rất lớn diễn ra ở Spearfish, South Dakota vào ngày 22/01/1943. Lúc 7h30 sáng, nhiệt độ ngoài trời là – 20°C. Hai phút sau, nhiệt độ ngoài trời tăng lên đến 7,2°C. Xác định độ tăng nhiệt độ trung bình trong 2 phút đó theo đơn vị Kelvin/giây.

Lời giải:

Đang cập nhật...

Bài tiếp theo: Giải Vật lí 12 Cánh diều bài 4