Bạn Chiến Thắng đã tiến hành thí nghiệm như hình bên Trong mô hình thí nghiệm của bạn Chiến Thắng đã dùng một sợi dây buộc vào một vật có khối lượng
26/28
Bạn Chiến Thắng đã tiến hành thí nghiệm như hình bên. Trong mô hình thí nghiệm của bạn Chiến Thắng đã dùng một sợi dây buộc vào một vật có khối lượng \({{\rm{m}}_1} = 450\;{\rm{kg}}\) qua ròng rọc nối với trục bánh guồng. Đặt hệ thống này vào một bể chứa \({{\rm{m}}_2} = 20\;{\rm{kg}}\) nước cách nhiệt tốt như hình \({{\rm{H}}_1}\). Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và làm tăng nhiệt độ của nước. Hình \({{\rm{H}}_2}\) biểu diễn tốc độ v của vật phụ thuộc vào h (quãng đường theo phương thẳng đứng nó rơi được). Biết nhiệt dung riêng của nước là \({\rm{c}} = \) \(4200\;{\rm{J}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}})\), gia tốc rơi tự do là \({\rm{g}} = 9,8\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}\). Bỏ qua: nhiệt dung của bình, các cánh quạt, khối lượng của dây của ròng rọc, ma sát ở các ổ trục ròng rọc và lực cản không khí tác dụng lên vật.
Bằng mô hình thí nghiệm này ta có thể nghiên cứu sự tăng nội năng của nước ở trong bình.
Trong giai đoạn \({\rm{I}}(0 \le {\rm{h}} \le 10\;{\rm{m}})\), độ giảm thế năng hấp dẫn của vật bằng độ tăng động năng của vật.
Nhiệt lượng mà nước thu vào ở giai đoạn \({\rm{I}}(0 \le {\rm{h}} \le 10\;{\rm{m}})\) nhỏ hơn ở giai đoạn II \((10 \le {\rm{h}} \le 20\;{\rm{m}})\).
Trong giai đoạn II \((10 \le {\rm{h}} \le 20\;{\rm{m}})\) thì nhiệt độ của nước tăng thêm \(0,525\;{\rm{K}}\).
a) Đúng
b) Sai. Trong giai đoạn I , độ giảm thế năng hấp dẫn của vật bằng độ tăng động năng của vật + nhiệt lượng mà nước thu vào
c) Đúng. Nhiệt lượng mà nước thu vào ở giai đoạn I nhỏ hơn II vì giai đoạn 1 thì phần thế năng bị giảm là \({{\rm{m}}_1}\;{\rm{g}}\Delta \;{\rm{h}}\) có một phần chuyển thành động năng của vật, còn giai đoạn II thì động năng không đổi nên toàn bộ thế năng bị giảm là \({{\rm{m}}_1}\;{\rm{g}}\Delta \;{\rm{h}}\) đều chuyển thành nhiệt lượng nước thu vào
d) Đúng. \({m_1}g\Delta h = {m_2}c\Delta t \Rightarrow 450.9,8.10 = 20.4200.\Delta t \Rightarrow \Delta t = 0,525\;{\rm{K}}\)