Để xác định nhanh (gần đúng) nhiệt dung riêng của nước máy tại nhà, một học sinh đã bố trí thí nghiệm như sau: đổ 500 ml nước (tương đương \(0,5{\rm{\;kg}}\) nước) vào trong một ấm siêu tốc,

21/28

Để xác định nhanh (gần đúng) nhiệt dung riêng của nước máy tại nhà, một học sinh đã bố trí thí nghiệm như sau: đổ 500 ml nước (tương đương \(0,5{\rm{\;kg}}\) nước) vào trong một ấm siêu tốc, trên ấm ghi \(220{\rm{\;V}} - 1600{\rm{\;W}}\); cắm vào trong ấm một nhiệt kế dài để đo nhiệt độ nước, mở ứng dụng camera điện thoại và chuyển sang chế độ quay video hướng về nhiệt kế. Ngay khi cắm điện cho ấm vào ổ điện gia đình thì học sinh này bắt đầu quay video (ghi hình) nhiệt kế. Sau 1 phút, thì kết thúc quá trình quay và ngắt điện ấm siêu tốc. Sau đó học sinh này ghi lại nhiệt độ trên nhiệt kế từ video sau các khoảng thời gian bằng nhau là 10 giây kể từ thời điểm bắt đầu quay và được các số sau: \({20^ \circ }{\rm{C}};{24^ \circ }{\rm{C}};{29^ \circ }{\rm{C}};{36^ \circ }{\rm{C}};{43^ \circ }{\rm{C}};{50^ \circ }{\rm{C}},{57^ \circ }{\rm{C}}.\;\)Khi bỏ qua sự truyền nhiệt của ấm ra môi trường, học sinh này đưa ra các nhận xét như sau:

Trong 20 giây đầu tiên, nhiệt độ của nước tăng \({9^ \circ }{\rm{C}}\).

ĐúngSai

Sau 20 giây đầu tiên, nước nhận nhiệt một cách đều đặn.

ĐúngSai

Nhiệt dung riêng của nước khoảng \(4570{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\).

ĐúngSai

Vỏ ấm siêu tốc cũng nhận nhiệt từ sợi đốt nên nhiệt lượng nước nhận được nhỏ hơn nhiệt lượng từ sợi đốt toả ra, nhiệt dung riêng thực tế của nước phải nhỏ hơn \(4570{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\).

ĐúngSai

Giải thích

a: Đúng. Dựa vào dữ kiện đề bài, ở thời điểm \(t = 0{\rm{\;s}}\), nhiệt độ là \({20^ \circ }{\rm{C}}.{\rm{\;}}\)Ở \(t = 20{\rm{\;s}}\), nhiệt độ là \({29^ \circ }{\rm{C}}\).

Độ tăng nhiệt độ là \(29 - 20 = {9^ \circ }{\rm{C}}\).

b: Đúng. Sau 20 s đầu tiên, trong các khoảng thời gian 10 s tiếp theo, mức tăng nhiệt độ lần lượt là

\(36 - 29 = {7^ \circ }C,43 - 36 = {7^ \circ }C,50 - 43 = {7^ \circ }C,57 - 50 = {7^ \circ }C\).

Việc nhiệt độ tăng đều \({7^ \circ }C\) sau mỗi 10 giây chứng tỏ nước đã bắt đầu nhận nhiệt lượng một cách đều đặn và ổn định.

c: Đúng. Xét trong khoảng thời gian \({\rm{\Delta }}t = 10{\rm{\;s}}\) khi nhiệt độ đang tăng đều \({\rm{\Delta }}T = {7^ \circ }C\).

Nhiệt lượng ấm tỏa ra là \({Q_{{\rm{toa\;}}}} = P.{\rm{\Delta }}t = 1600.10 = 16000J\).

Bỏ qua sự thất thoát, nước nhận toàn bộ lượng nhiệt này:

\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = m.c.{\rm{\Delta }}T \Rightarrow 16000 = 0,5.c.7 \Rightarrow c \approx 4570{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\)

d: Đúng. Trong thực tế, vỏ ấm siêu tốc và nhiệt kế cũng hấp thụ một phần nhiệt lượng. Do đó, phần nhiệt lượng nước thực tế nhận được sẽ nhỏ hơn tổng nhiệt lượng sợi đốt tỏa ra.

Vì biểu thức tính là \({Q_{{\rm{thuc\;thu\;}}}} = m.{c_{{\rm{thuc}}}}.{\rm{\Delta }}T\), để \({\rm{\Delta }}T\) vẫn tăng ở mức đo được thì nhiệt dung riêng thực tế \({c_{{\rm{thuc\;}}}}\) phải nhỏ hơn con số lý tưởng \(4570{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\).