Bài 4. Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hóa hơi riêng

Nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng chảy hoàn toàn 1 tấn đồng từ 25 °C là

\(Q = m.c.\Delta T + m.\lambda  = 1000.385.(1085 - 25) + {1000.180.10^3} = 535225000J\)

Để xác định nhiệt nóng chảy riêng của một chất bằng thực nghiệm, cần đo được khối lượng của chất rắn, nhiệt lượng cung cấp cho chất rắn, thời gian nung chảy.

- \(\lambda  = \frac{{Pt}}{{M - 2m}} = \frac{{24.180}}{{17,{{5.10}^{ - 3}} - {{2.2.10}^{ - 3}}}} = 320000J/kg\)

- Có sự sai lệch lớn giữa kết quả thí nghiệm và bảng 4.4 vì sai số trong phép đo

- Cho nước đá vào nhiệt lượng kế.

- Hứng nước chảy ra bằng một chiếc cốc.

- Sau khi nước chảy vào cốc khoảng một phút, lau khô cốc.

- Đặt cốc (4) lên cân và ghi lại khối lượng m₁ (kg).

- Cho nước chảy vào cốc (4) trong thời gian t phút.

- Sau thời gian t phút, lau khô cốc và đặt lên cân, ghi lại khối lượng m₂ (kg).

Cách tính:

- Khối lượng nước đá đã tan chảy m (kg) bằng: m = m₂ - m₁

- Nước đá nóng chảy: Khi cho nước đá vào bình, một phần nhiệt lượng do dây điện trở cung cấp sẽ được sử dụng để làm nóng chảy nước đá.

- Nước trong bình: Phần nhiệt lượng còn lại sẽ được nước trong bình hấp thụ.

Với số liệu như trong Bảng 4.3 thì nhiệt lượng đã cung cấp cho nước đá là

\(Q = {m_2}.c.\Delta T + {m_1}.\lambda  = {2.10^{ - 3}}.4200.20 + 15,{5.10^{ - 3}}.340000 = 42771J\)

Con số 2300.10⁵ J/kg cho biết lượng năng lượng cần thiết để làm 1 kg nước lỏng bay hơi là rất lớn.

Nhiệt lượng cần thiết để làm 2,0 g nước đá 20℃ chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C là

\(Q = m.c.\Delta T + m\lambda  + m.c.\Delta T + m.L = {2.10^{ - 3}}.2090.(0 - 20) + {2.10^{ - 3}}.340000 + {2.10^{ - 3}}.4200.(100 - 0) + {2.10^{ - 3}}.2256000 = 2512400J\)

Phương án thí nghiệm xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước

- Dụng cụ:

Một cốc thủy tinh chịu nhiệt

Bình nhiệt lượng kế kèm dây điện trở

Oát kế

Cân hiện số

Nhiệt kế

Đồng hồ bấm giây

- Phương án:

+ Chuẩn bị:

Đổ một lượng nước cất vào cốc thủy tinh.

Đặt cốc nước vào bình nhiệt lượng kế.

Cắm dây điện trở vào ổ điện và điều chỉnh công suất.

Ghi lại nhiệt độ ban đầu của nước (t₁) bằng nhiệt kế.

Bật đồng hồ bấm giây.

+ Đo lường:

Ghi lại thời gian (t) để nước sôi.

Ghi lại số chỉ của oát kế (P) trong quá trình đun.

+ Tính toán:

Nhiệt lượng cung cấp cho nước:

Q = P.t

Khối lượng nước:

m = M - m₁

M: Khối lượng cốc và nước trước khi đun (kg)

m₁: Khối lượng cốc (kg)

Nhiệt hóa hơi riêng của nước:

\(L = \frac{Q}{m}\)

- Báo cáo kết quả:

Ghi lại kết quả đo lường và tính toán vào bảng.

Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt lượng cung cấp cho nước theo thời gian.

Tính toán sai số thí nghiệm.

- Thực hiện:

Thực hiện theo các bước trong phương án.

Ghi chép cẩn thận các dữ liệu đo lường.

Tính toán và phân tích kết quả.

Lưu ý:

Cần đảm bảo rằng nước sôi hoàn toàn trước khi ghi lại thời gian.

Cần sử dụng oát kế có độ chính xác cao.

Cần thực hiện thí nghiệm nhiều lần để có kết quả chính xác hơn.