Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ phân tích từng phần của câu hỏi.
a) Ban đầu, khi đun nóng mà nút phía trên chưa bật ra. Trong quá trình này, nội năng của nước và khối khí tăng lên do nhận công.
- Khi đun nóng nước, nhiệt năng của nước tăng lên, dẫn đến tăng nội năng của nước. Đồng thời, do nước nóng lên, hơi nước cũng được sinh ra, làm tăng nội năng của khối khí bên trong ống nghiệm. Công được thực hiện bởi nguồn nhiệt (bếp) cung cấp cho hệ thống.
b) Áp suất khí bên trong ống tăng lên do các phân tử chuyển động với động năng tăng dần.
- Khi nhiệt độ tăng, các phân tử khí chuyển động nhanh hơn, dẫn đến tăng động năng của chúng. Theo định luật khí lý tưởng, khi thể tích không thay đổi, áp suất sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng.
c) Khi nút đậy bị bật lên, khi đó khối khí thực hiện công, nội năng khối khí giảm.
- Khi nút bật lên, hơi nước thoát ra ngoài, khối khí bên trong ống nghiệm thực hiện công để đẩy nút ra. Khi khối khí thực hiện công, nội năng của nó sẽ giảm do một phần năng lượng được chuyển hóa thành công.
d) Khi nhiệt độ tăng lên, mật độ hơi nước trong ống nghiệm tăng dần.
- Khi nhiệt độ tăng, hơi nước được sinh ra nhiều hơn, dẫn đến mật độ hơi nước trong ống nghiệm tăng lên. Tuy nhiên, nếu áp suất không thay đổi, thì mật độ sẽ không tăng mãi mà sẽ đạt đến một giá trị cân bằng nhất định.
Tóm lại, các phần a, b, c, d đều đúng trong ngữ cảnh của bài toán.
**Đáp án:** a, b, c, d đều đúng.