Mở đầu trang 6 Hóa học 12: Một số ester như ethyl butyrate, benzyl acetate, linalyl acetate, geranyl acetate,... có mùi thơm nên được dùng làm hương liệu. Chất béo (thành phần chính của mỡ động vật và dầu thực vật) là thức ăn quan trọng của con người. Vậy, ester và chất béo là gì? Chúng có tính chất vật lí và tính chất hoá học cơ bản nào?

Bài tập 5 trang 32 Vật lí 12: Dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 600 g đựng 1,5 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Sau 35 phút đã có 20% lượng nước trong ấm hóa hơi ở nhiệt độ sôi 100 °C. Tính nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây, biết chỉ có 75% nhiệt lượng mà bếp tỏa ra được dùng vào việc đun ấm nước. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi 100 °C là 2,26.106 J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít.

Bài tập 4 trang 32 Vật lí 12: a) Một ấm điện công suất 1 000 W. Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước có nhiệt độ ban đầu là 20 °C đến khi sôi ở áp suất tiêu chuẩn. Tại sao kết quả chỉ được coi là gần đúng?

b) Nếu để nước trong ấm sôi thêm 2 phút thì lượng nước còn lại trong ấm là bao nhiêu? Lấy nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước là c = 4,2.103 J/kg.K và L = 2,26.106 J/kg.

Bài tập 3 trang 32 Vật lí 12: Lấy hai túi trà lọc giống nhau. Thả nhẹ nhàng một túi vào cốc thuy tính đựng nước nguội, một túi vào cốc thủy tinh dựng nước nóng để các túi nằm yên ở đáy cốc. Quan sát và dùng mô hình động học phân tử về cấu tạo chất để giải thích hiện tượng xảy ra trong hai cốc.

Bài tập 2 trang 32 Vật lí 12: Một lượng nước và một lượng rượu có thể tích bằng nhau được cung cấp các nhiệt lượng tương ứng là Q1 và Q2 . Biết khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m3 và của rượu là 800 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/kg.K và của rượu là 2 500 J/kg.K. Để độ tăng nhiệt độ của nước và rượu bằng nhau thì:

A. Q1 = Q2

B. Q1 = 1,25 Q2

C. Q1 = 1,68 Q2

D. Q1 = 2.10 Q2

Bài tập 1 trang 32 Vật lí 12: Quy ước dấu nào sau đây phù hợp với định luật I của nhiệt động lực học?

A. Vật nhận công: A < 0; vật nhận nhiệt lượng: Q < 0.

B. Vật nhận công: A > 0; vật nhận nhiệt lượng: Q > 0.

C. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q > 0.

D. Vật thực hiện công: A > 0; vật truyền nhiệt lượng: Q < 0.

Khởi động trang 30 Vật lí 12: Để giải các bài tập Vật lí nhiệt cần đến những kiến thức và công thức cơ bản nào?

Hoạt động trang 29 Vật lí 12: Từ kết quả thí nghiệm thu được, thực hiện các yêu câu sau:

- Vẽ đồ thị khối lượng m theo thời gian τ

- Vẽ đường thẳng đi gần các điểm thực nghiệm nhất (tham khảo Hình 6.1). Chọn hai điểm P, Q tuỳ ý trên đồ thị, xác định giá trị khối lượng mP , mQ và thời gian τP, τQ tương ứng.

- Tính công suất trung bình của dòng điện qua điện trở của nhiệt lượng kế.

- Tính nhiệt hóa hơi riêng của nước theo công thức:

$L=\frac{Q}{m}=\frac{\overline{P}({\tau }_Q-{\tau }_P)}{m_P-m_Q}$

Trong đó

$\overline{P}({\tau }_Q-{\tau }_P)$là nhiệt lượng do dòng điện qua diện trở tỏa ra trong thời gian ${\tau }_Q-{\tau }_P$; $m_P-m_Q$ là khối lượng nước đã hóa hơi trong khoảng thời gian trên.

- Xác định sai số của phép đo nhiệt hóa hơi riêng của nước.

Hoạt động trang 28 Vật lí 12: Hãy trả lời các câu hỏi sau:

- Từ công thức (6.3), cho biết cần đo đại lượng nào để xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước?

- Nhiệt lượng làm cho nước trong bình nhiệt lượng kế hóa hơi được lấy từ đâu?

- Xác định nhiệt lượng nước trong bình nhiệt lượng kế thu được để hóa hơi bằng cách nào?

- Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm.

- Để đảm bảo an toàn trong khi làm thí nghiệm cần phải chú ý điều gì?

Hoạt động 2 trang 28 Vật lí 12: Vận động viên chạy Marathon mất rất nhiều nước trong khi thi đấu. Các vận động viên thường chỉ có thể chuyển hóa khoảng 20% năng lượng hóa học dự trữ trong cơ thể thành năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể, đặc biệt là hoạt động chạy. Phần năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt thải ra ngoài nhờ sự bay hơi của nước qua hô hấp và da để giữ cho nhiệt độ của cơ thể không đồi. Nếu vận động viên dùng hết 11 000 kJ trong cuộc thi thì có khoảng bao nhiêu lít nước đã thoát ra khỏi cơ thể? Coi nhiệt độ cơ thể của vận động viên hoàn toàn không đối và nhiệt hóa hơi riêng của nước trong cơ thể vận động viên là 2,45.106 J/kg.

Hoạt động 1 trang 28 Vật lí 12: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm cho 10 kg nước ở 25°C chuyển hoàn toàn thành hơi ở 100°C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước ở 100°C là 2,26.106 J/kg.

Khởi động trang 27 Vật lí 12: Khi nước bắt đầu sôi, phải tiếp tục cung cấp nhiệt lượng cho nước để nước tiếp tục sôi (hóa hơi). Làm thế nào để xác định được độ lớn của nhiệt lượng làm hóa hơi hoàn toàn một lượng nước ở nhiệt độ không đổi?

Hoạt động trang 26 Vật lí 12: Từ kết quả thí nghiệm thu được thực hiện yêu cầu sau:

- Vẽ đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ t theo thời gian τ

- Vẽ hai đường thẳng đi gần nhất các điểm trên đồ thị (tham khảo Hình 5.1).

- Chọn điểm M là giao điểm của hai đường thẳng, đọc giá trị τM

- Tính công suất trung bình $\overline{P}$ của dòng điện qua diện trở trong nhiệt lượng kế.

- Tính nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo công thức:

${\lambda }_{H_{2}O}=\frac{\overline{P}{\tau }_M}{m}$

Trong đó $\overline{P}{\tau }_M$là nhiệt lượng do dòng điện qua điện trở toa ra trong thời gian τM và m là khối lượng nước đá.

- Xác định sai số của phép đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.

- So sánh giá trị nhiệt nóng chảy riêng của nước đá đo được với giá trị ở Bảng 5.1 và giải thích nguyên nhân gây ra sự sai khác (nếu có).

Hoạt động trang 25 Vật lí 12: Hãy trả lời các câu hỏi sau:

- Từ công thức (5.3), hãy cho biết cần đo đại lượng nào để xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá?

- Nhiệt lượng làm các viên nước đá trong nhiệt lượng kế nóng chảy được lấy từ đâu?

- Nhiệt lượng nước đá thu được trong bình nhiệt lượng kế được xác định bằng cách nào?

- Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm.

Câu hỏi 2 trang 24 Vật lí 12: Tính thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng có nhiệt độ ban đầu 30°C, trong một lò nung điện có công suất 20 000 W. Biết chỉ có 50% năng lượng tiêu thụ của lò được dùng vào việc làm đồng nóng lên và nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ không đổi

Câu hỏi 1 trang 24 Vật lí 12: Tại sao khi chế tạo các vật bằng chì, đồng, thường hay dùng phương pháp đúc?

Khởi động trang 24 Vật lí 12: Khi vật bắt đầu nóng chảy phải tiếp tục cung cấp nhiệt lượng cho vật để vật nóng chảy hoàn toàn. Nhiệt lượng này phụ thuộc vào những đại lượng nào?

Hoạt động trang 23 Vật lí 12: Từ kết quả thí nghiệm thu được, thực hiện yêu cầu sau:

- Tính giá trị trung bình của công suất dòng điện.

- Tính nhiệt dung riêng của nước theo hệ thức:

- Xác định sai số của phép đo nhiệt dung riêng của nước.

- So sánh kết quả đo với nhiệt dung riêng của nước ở Bảng 4.1 và giải thích tại sao có sự sai khác (nếu có).

Hoạt động trang 21 Vật lí 12: Hãy trả lời các câu hỏi sau:

- Từ hệ thức (4.3), cho biết cần đo đại lượng nào để xác định nhiệt dung riêng của nước?

- Nhiệt lượng mà nước trong bình nhiệt lượng kế thu được lấy từ đâu?

- Xác định nhiệt lượng mà nước thu được bằng cách nào?

- Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm.

Hoạt động 3 trang 21 Vật lí 12: Một thùng đựng 20 lít nước ở nhiệt độ 20°C. Cho khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m3.

a) Tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới 70°C.

b) Tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết nếu dùng một thiết bị điện có công suất 2,5 kW để đun lượng nước trên. Biết chỉ có 80% điện năng tiêu thụ được dùng để làm nóng nước

Hoạt động 2 trang 21 Vật lí 12: Hãy dựa vào giá trị của nhiệt dung riêng của nước và của đất trong Bảng 4.1 để giải thích tại sao ban ngày có gió mát thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió ấm thổi từ đất liền ra biển.

Hoạt động 1 trang 21 Vật lí 12: Biết nhiệt dung riêng của nước lớn gấp hơn hai lần của dầu, tại sao trong bộ tản nhiệt (làm mát) của máy biến thế, người ta lại dùng dầu mà không dùng nước như trong bộ tản nhiệt của động cơ nhiệt?

Câu hỏi trang 20 Vật lí 12: Hãy tìm ví dụ trong đời sống để minh họa cho nội dung trên

Khởi động trang 20 Vật lí 12: Nhiệt lượng cần để làm nóng 1 kg nước lên thêm 1℃ khác với nhiệt lượng cần để làm nóng 1 kg rượu lên 1℃. Đại lượng vật lí nào có thể dùng để mô tả sự khác biệt như trên của các chất khác nhau?

Câu hỏi 3 trang 18 Vật lí 12: Thang nhiệt độ Kelvin có những ưu điểm gì so với thang nhiệt độ Celsius?

Câu hỏi 2 trang 18 Vật lí 12: Một vật được làm lạnh từ 100 °C xuống 0 °C. Hỏi nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi bao nhiêu độ?

Câu hỏi 1 trang 18 Vật lí 12: Chuyển đổi nhiệt độ:

a) Từ thang Celsius sang thang Kelvin: 270 °C; -270 °C; 500 °C.

b) Từ thang Kelvin sang thang Celsius: 0 K; 500 K; 1 000 K.

Hoạt động 4 trang 17 Vật lí 12: Chứng minh công thức chuyển nhiệt độ từ thang Celsius sang thang Kelvin và ngược lại:

t (°C) = T (K) - 273,15

T (K) = t (°C) + 273,15.

Hoạt động 3 trang 17 Vật lí 12: Hãy dựa vào bảng so sánh hai thang nhiệt độ Celsius và Kelvin ở Hình 3.2 để chứng minh rằng: mỗi độ chia (1 °C) trong thang nhiệt độ Celsius có độ lớn bằng 1 độ chia (1K) trong thang nhiệt độ Kelvin.

Hoạt động 2 trang 17 Vật lí 12: Nêu ý nghĩa của nhiệt độ không tuyệt đối.

Hoạt động 1 trang 17 Vật lí 12: Hình 3.3 giới thiệu nhiệt độ của một số sự vật, hiện tượng, quá trình.

Nhiệt độ không tuyệt đối là nhiệt độ nào trong hai thang nhiệt độ Celsius và Kelvin?

Câu hỏi trang 16 Vật lí 12: Có thể nói khi hai vật tiếp xúc với nhau thì nhiệt năng luôn tự truyền từ vật có nội năng lớn hơn sang vật có nội năng nhỏ hơn hay không? Tại sao? Tìm ví dụ minh họa.

Hoạt động trang 15 Vật lí 12: Chuẩn bị:

- Cốc nhôm đựng khoảng 200 mL nước ở nhiệt độ khoảng 30 °C (1).

- Bình cách nhiệt đựng khoảng 500 mL nước ở nhiệt độ khoảng 60 °C (2).

- Hai nhiệt kế (3).

Tiến hành:

- Đặt cốc nhôm vào trong lòng bình cách nhiệt sao cho nước trong bình cách nhiệt ngập một phần cốc nhôm (Hình 3.1).

- Quan sát sự thay đổi nhiệt độ của nước trong bình và trong cốc từ khi bắt đầu thí nghiệm tới khi hai nhiệt độ này bằng nhau.

Trả lời các câu hỏi sau:

1. Tại sao có thể biết nước trong bình truyền nhiệt năng cho nước trong cốc?

2. Làm thể nào để nhận biết quá trình truyền nhiệt năng giữa nước trong bình và nước trong cốc đã kết thúc?

Khởi động trang 15 Vật lí 12: Làm thế nào để nhận biết được sự truyền nhiệt năng giữa các vật? Ví dụ, làm thế nào để nhận biết: “Vật nào là vật truyền nhiệt năng, vật nào là vật nhận nhiệt năng; sự truyền nhiệt năng đã dừng lại hay còn đang tiếp tục;…?”

Câu hỏi 2 trang 14 Vật lí 12: Một vật khối lượng 1 kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng dài 21 m, nghiêng 30° so với mặt nằm ngang. Tốc độ của vật ở chân mặt phẳng là 4,1 m/s. Tính công của lực ma sát và độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình chuyển động trên. Lấy g = 9,8 m/s2. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với mặt phẳng nghiêng.

Câu hỏi 1 trang 14 Vật lí 12: Nội năng của vật biến đổi như thế nào trong các trường hợp sau:

a) Vật rắn đang nóng chảy.

b) Nước đá đang tan.

c) Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đối.

Hoạt động trang 13 Vật lí 12: Định luật I của nhiệt động lực học có nhiều ứng dụng thực tế, một trong những ứng dụng quan trọng là để chế tạo các loại động cơ nhiệt. Ngoài ra, định luật này còn dùng để giải thích các hiện tượng liên quan đến sự truyên và biến đổi nội năng.

Động cơ nhiệt là động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc biến nội năng của nhiên liệu thành cơ năng.

Mỗi động cơ nhiệt đều có ba bộ phận chính (Hình 2.6a):

- Nguồn nóng có nhiệt độ T1 cung cấp nhiệt lượng cho động cơ.

- Bộ phận phát động trong đó tác nhân nhận nhiệt từ nguồn nóng, giãn nở sinh công

(Trong máy hơi nước, tác nhân là hơi nước; trong động cơ đốt trong, tác nhân là khí do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra trong xi lanh).

- Nguồn lạnh có nhiệt độ T2 < T1 nhận nhiệt lượng do động cơ toa ra.

Hãy dựa vào các sơ đồ trong Hình 2.6b, c để trình bày sơ lược về cấu tạo và hoạt động của máy hơi nước và động cơ đốt trong.

Câu hỏi trang 12 Vật lí 12: Các hệ thức sau đây mô tả quá trình thay đổi nội năng nào?

1. ∆U = Q khi Q > 0 và khi Q < 0

2. ∆U = A khi A > 0 và khi A < 0

3. ∆U = A + Q khi Q > 0 và A < 0

4. ∆U = A + Q khi Q < 0 và A > 0

Câu hỏi 2 trang 11 Vật lí 12: Tìm thêm ví dụ về thực hiện công và truyền nhiệt làm thay đổi nội năng của vật