Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Vật lí 12 cd bài 1: Sự chuyển thể của các chất

Câu 1: 

Khi tấm kính được nung đến nhiệt độ cao, nó gần đạt đến nhiệt độ chuyển thể (nhiệt độ nóng chảy của vật liệu). Sau đó, khi làm nguội nhanh chóng bằng khí lạnh, bề mặt kính nguội và co lại nhanh hơn phần bên trong, tạo ra trạng thái ứng suất nén ở bề mặt và ứng suất kéo bên trong. Sự khác biệt này giúp kính có khả năng chịu lực lớn hơn và khó bị vỡ khi va chạm. Quá trình chuyển thể và sự thay đổi cấu trúc phân tử trong quá trình làm nguội nhanh giúp kính cường lực có độ bền cơ học cao hơn kính thường.

Câu 2: 

• Chất làm lạnh có nhiệt hóa hơi riêng cao quan trọng vì nó cần hấp thụ một lượng lớn nhiệt từ môi trường để chuyển từ thể lỏng sang thể khí, giúp làm giảm nhiệt độ xung quanh. Chất làm lạnh hiệu quả sẽ hấp thụ nhiều nhiệt mà không cần dùng quá nhiều chất làm lạnh.
• Nếu không có chất làm lạnh phù hợp với nhiệt hóa hơi riêng cao, hệ thống sẽ phải làm việc lâu hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn để đạt cùng mức độ làm lạnh, dẫn đến kém hiệu quả và chi phí vận hành cao hơn. 

Câu 3:

• Nếu đậy kín nắp bình và tiếp tục đun, áp suất bên trong bình sẽ tăng lên do hơi nước bị giữ lại. Khi áp suất tăng, nhiệt độ sôi của nước cũng tăng theo. Điều này có nghĩa là nước sẽ sôi ở nhiệt độ cao hơn 100 
• Giải thích cơ chế: cơ chế này xảy ra vì ở áp suất cao, các phân tử nước cần nhiều năng lượng hơn để thắng lực liên kết giữa chúng và chuyển sang trạng thái hơi. Do đó, cần nhiệt độ cao hơn để nước sôi. 
• Ứng dụng thực tế: Hiện tượng này được ứng dụng trong nồi áp suất (nồi hầm), giúp nấu chín thức ăn nhanh hơn. Nhiệt độ cao trong nồi áp suất làm chín thức ăn mà vẫn giữ được dinh dưỡng, đồng thời tiết kiệm thời gian nấu. 

Câu 4: 

1. Khi đặt vật kim loại nóng vào nước lạnh, nhiệt độ của kim loại cao hơn nhiệt độ của nước, nên các phân tử của vật kim loại có động năng lớn hơn. Sự va chạm giữa các phân tử nước và phân tử kim loại làm cho nhiệt năng từ kim loại truyền sang nước, khiến nhiệt độ kim loại giảm và nhiệt độ nước tăng cho đến khi cả hai đạt trạng thái cân bằng nhiệt.
2. Nếu thay nước bằng chất lỏng khác như cồn (có lực liên kết phân tử yếu hơn), quá trình trao đổi nhiệt sẽ diễn ra nhanh hơn. Do lực liên kết giữa các phân tử cồn yếu hơn so với nước, các phân tử cồn có thể chuyển động nhanh hơn và dễ dàng nhận nhiệt hơn. Kết quả là cồn sẽ nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt với kim loại, làm cho quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh hơn so với khi dùng nước.