Khi nhiệt độ bên ngoài cao, nhiệt năng truyền từ bên ngoài vào trong xe, làm nóng các thiết bị trên xe, dẫn đến không khí bên trong xe cũng tăng cao. Khối khí bên trong xe nhận được nhiệt lượng nên nội năng tăng, dẫn đến động năng phân tử tăng lên, các phân tử dao động nhiệt mạnh hơn, nhiệt độ tăng cao hơn.

Nội năng là tổng động năng và thế năng phân tử.

Động năng phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của phân tử, nhiệt độ càng cao thì tốc độ chuyển động càng tăng, dẫn đến động năng tăng.

Thế năng phân tử phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử, thể tích thay đổi thì khoảng cách giữa các phân tử thay đổi dẫn đến thế năng phân tử thay đổi.

Suy ra nội năng của vật phụ thuộc vào động năng và thế năng phân tử hay nói cách khác là phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích vật.

Sau một thời gian ngắn bị đốt nóng, chiếc nút đậy bị đẩy bật ra khỏi ống nghiệm. Khi bị đốt nóng, không khí trong ống nghiệm bị nóng lên, nhiệt độ khối khí tăng lên, nội năng khí tăng. Theo mô hình động học phân tử, khi nhiệt độ khối khí tăng, các phân tử khí chuyển động nhiệt nhanh hơn nên va chạm với thành ống nghiệm nhiều hơn và mạnh hơn làm áp suất khí trong ống tăng lên. Đến một nhiệt độ nào đó, áp suất này tạo ra lực đẩy đủ lớn làm bật nút đậy ra khỏi ống nghiệm.

Việc thay đổi lượng không khí chứa trong ống nghiệm không đáng kể thì về cơ bản sẽ không ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm, nó chỉ làm nhanh hoặc làm chậm quá trình giãn nở không khí bên trong ống nghiệm. Tuy nhiên nếu lượng không khí quá ít thì kết quả thí nghiệm sẽ bị ảnh hưởng, nút đậy sẽ không bật ra.

- Nếu lượng không khí bên trong nhiều thì khối khí sẽ bị giãn nở nhiều hơn và làm bật nút đậy nhanh hơn.

- Nếu lượng không khí ít thì khối khí bị giãn nở ít hơn, quá trình làm bật nút đậy chậm hơn.

Khi thả vào cốc nước nóng, khối khí bên trong quả bóng nhận được nhiệt lượng từ nước nóng, nội năng khối khí tăng lên, thể tích khí tăng lên gây ra lực từ bên trong tác dụng lên vỏ quả bóng làm cho nó phồng trở lại.

Ví dụ về quá trình thực hiện công làm thay đổi nội năng của vật:

- Bơm xe đạp, sau một thời gian ngắn ống bơm sẽ nóng lên.

Ví dụ về quá trình truyền nhiệt làm thay đổi nội năng của vật:

- Thợ rèn nung nóng thanh sắt.

- Cách làm thay đổi nội năng của khối chất rắn: người thợ rèn dùng búa đập vào thanh sắt nhiều lần.

- Cách làm thay đổi nội năng của khối chất lỏng: cho nước vào chai nhựa, đậy kín lại, dùng tay lắc chai nhựa thật nhiều lần, nội năng của nước thay đổi do ma sát của nước với chai.

- Cách làm thay đổi nội năng của khối chất khí: hít một lượng khí vào xilanh, sau đó dùng tay bịt đầu xilanh lại, tay kia kéo lên ấn xuống pittong nhiều lần sẽ làm thay đổi nội năng khối khí.

Khi hai vật chênh lệch nhiệt độ tiếp xúc nhau thì có sự trao đổi nhiệt lượng giữa hai vật.

- Nhiệt lượng từ vật có nhiệt độ cao truyền sang cho vật có nhiệt độ thấp hơn.

- Khi hai vật tiếp xúc với nhau, các phân tử ở vật có nhiệt độ cao sẽ chuyển động nhanh hơn và va chạm với các phân tử ở vật có nhiệt độ thấp. Trong quá trình va chạm, sẽ truyền năng lượng từ các phân tử ở vật có nhiệt độ cao sang các phân tử ở vật có nhiệt độ thấp.

Nên vật có nhiệt độ cao sẽ truyền nhiệt lượng làm nhiệt độ giảm đi, vật có nhiệt độ thấp sẽ nhận nhiệt lượng làm nhiệt độ tăng lên. Quá trình truyền nhiệt sẽ dừng khi nhiệt độ của chúng bằng nhau.

Khối lượng nước càng lớn và độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng cần cung cấp càng nhiều.

Gọi nhiệt độ cân bằng là t

Nhiệt lượng do thép truyền cho nước:   $Q_{toa}=m_1{c}_1\Delta t_1=\mathrm{1,1.460.}(850-t)$

Nhiệt lượng do nước nhận được từ thép:  $Q_{thu}=m_2{c}_2\Delta t_2=\mathrm{200.4180.}(t-27)$

Khi có sự cân bằng nhiệt: $Q_{toa}=Q_{thu}\iff \mathrm{1,1.460.}(850-t)=\mathrm{200.4180.}(t-27)\iff t\approx \mathrm{27,5}°C$

Khi quay thanh gỗ nhỏ vào miếng gỗ to ở bên dưới sẽ tạo ra ma sát, quay càng nhanh ma sát càng lớn, nhiệt sinh ra càng nhiều, khi nhiệt đủ lớn sẽ tạo ra lửa.

Vừa dùng tay ấn mạnh và nhanh pit-tông, vừa nung nóng khí bằng ngọn lửa đèn cồn thì nội năng của khối khí tăng nhanh hơn so với trường hợp không nung nóng, vì ngoài thực hiện công ta đã truyền cho khối khí một nhiệt lượng Q.

Biểu thức độ biến thiên nội năng:  $\Delta U=Q+A$

Vật nhận công nên A > 0, nhiệt lượng truyền ra ngoài nên Q < 0

Độ biến thiên nội năng: $\Delta U=Q+A=-120+200=80J$  > 0 nên nội năng tăng.

Nguyên nhân sự tăng nhiệt độ trong ô tô do nội năng của khối khí bên trong ô tô tăng lên. Để hạn chế sự tăng nhiệt độ không khí trong ô tô ta nên sử dụng một số cách sau:

- Đỗ ô tô ở dưới bóng mát

- Nếu phải di chuyển dưới trời nắng thì nên bật điều hoà để có sự lưu thông không khí bên ngoài và bên trong.

- Sử dụng nội thất cũng như màu sơn của xe là màu sáng.

- Lắp thêm rèm cửa xe

- Dán tấm kính cách nhiệt

- Có thể mở hé cửa kính xe

Khí bị nung nóng tức là nó nhận nhiệt lượng, Q > 0, bình kín nên thể tích không đổi, khối khí không sinh công nên A = 0. Chọn đáp án B.

Nhiệt lượng mà miếng sắt nhận được:   $Q=mc\Delta t=\mathrm{0,150.460.12}=828J$

Công mà người đã thực hiện:  $A=\frac{828}{40\%}=2070J$

Nhiệt lượng ấm nước nhận được: $Q=Q_{nuoc}+Q_{am}=\mathrm{3.4180.}(80-t)+\mathrm{0,4.880.}(80-t)={740.10}^{3}J\iff t\approx \mathrm{22,6}°C$

Đo bằng cách thực hiện các thí nghiệm đo nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hóa hơi riêng.

Đề xuất phương án khắc phục sai số:

- Thao tác thực hiện thí nghiệm chính xác.

- Kiểm tra các thiết bị dụng cụ thí nghiệm đảm bảo tối đa không có sự thất thoát nhiệt lượng ra ngoài.

Đề xuất phương án:

- Đo nhiệt độ ban đầu t₀ của khối kim loại.

- Cho dòng điện chạy qua khối kim loại, đo công suất dòng điện ( ) và thời gian dòng điện (t) chạy qua để xác định được nhiệt lượng cung cấp.

- Sau thời gian t trên, đo nhiệt độ t₁ của khối kim loại

- Sử dụng công thức để tìm nhiệt dung riêng của khối kim loại.

Đề xuất phương án khắc phục:

- Thực hiện thao tác chính xác

- Kiểm tra các dụng cụ để đảm bảo tối đa không có sự mất mát nhiệt lượng

* Dụng cụ:

– 1 chiếc cân điện tử có độ chia nhỏ nhất 0,01 g.

− 1 ấm đun nước siêu tốc (loại 1,8 lít),

– 1 đồng hồ đo thời gian có độ chia nhỏ nhất 0,01 s.

– 1 chai nước ở nhiệt độ phòng.

* Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1:

– Điều chỉnh đơn vị đo của cân là g. Đặt ấm đun lên đĩa cân (Hình 1.3), hiệu chỉnh cân về số 0,00.

– Nhấc ấm đun khỏi đĩa cân, rót nước từ từ vào ấm đun đến giá trị khoảng 320,00 g.

Bước 2: Đặt ấm đun chứa nước lên đĩa cân, bật công tắc để bắt đầu đun nước. Khi nước vừa sôi, mở nắp ấm đun để nước bay hơi. Khi thấy cân điện tử chỉ 300,00 g thì bắt đầu bấm đồng hồ đo thời gian.

Bước 3:

– Khi thấy số chỉ trên cân điện tử giảm còn 250,00 g (là khối lượng m của phần nước còn lại trong ấm đun) thì ghi nhận thời gian t và khối lượng ra theo mẫu Bảng 4.3.

– Lặp lại phép đo t và m khi số chỉ trên cân điện tử lần lượt giảm còn 200,00 g và 150,00 g.

* Báo cáo kết quả thí nghiệm:

– Tính giá trị của đại lượng $L=\frac{\text{P }t}{\Delta m}$  trong mỗi lần đo, từ đó tính giá trị trung bình của đại lượng này.

Bảng 4.3. Bảng số liệu thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước

(Biết ấm đun nước có công suất P = 1500 W, m₀ = 300,00 g)

Đề xuất phương án khắc phục:

- Thực hiện thao tác chính xác

- Kiểm tra các dụng cụ để đảm bảo tối đa không có sự mất mát nhiệt lượng