Một bạn học sinh dùng ấm điện có công suất không đổi để cung cấp nhiệt lượng cho một khối nước đá ở 0°C, có khối lượng m (kg).
19/28
Một bạn học sinh dùng ấm điện có công suất không đổi để cung cấp nhiệt lượng cho một khối nước đá ở 0°C, có khối lượng m (kg). Sau khi đun được một khoảng thời gian ngắn, bạn bắt đầu theo dõi và thu được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ của nước đá theo nhiệt lượng cung cấp như hình bên dưới. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và ấm điện. Xem sự bay hơi của nước trong quá trình nóng chảy và tăng nhiệt độ là không đáng kể. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $3{,}34\cdot 10^{5}\ \text{J/kg}$; nhiệt dung riêng của nước là $4\,200\ \text{J/(kg·K)}$ và nhiệt hóa hơi riêng của nước là $2{,}3\cdot 10^{6}\ \text{J/kg}$.
a) Nhiệt lượng nước đá nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 660 kJ.
b) Khối lượng nước đá ban đầu m = 2 kg.
c) Nhiệt lượng nước nhận vào để hóa hơi hoàn toàn (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi) là 600 kJ.
d) Nếu công suất của ấm điện là 1 000 W thì khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến thời điểm nước vừa hóa hơi hoàn toàn là 2 100 giây.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Nhiệt lượng nước đá nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 660 kJ. |
| S |
b | Khối lượng nước đá ban đầu m = 2 kg. | Đ |
|
c | Nhiệt lượng nước nhận vào để hóa hơi hoàn toàn (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi) là 600 kJ. |
| S |
d | Nếu công suất của ấm điện là 1 000 W thì khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến thời điểm nước vừa hóa hơi hoàn toàn là 2 100 giây. |
| S |
a) SAI
Từ đồ thị, khoảng nhiệt $0^\circ\text{C}\rightarrow 100^\circ\text{C}$ ứng với $Q = 840\ \text{kJ}$.
Khối lượng suy ra từ nhánh tăng nhiệt của nước:
$Q_t = m\cdot c \cdot \Delta T \Rightarrow m = \dfrac{Q}{c\Delta T} = \dfrac{840\,000}{4\,200\cdot 100} = 2\ \text{kg}.$
Nhiệt lượng để nóng chảy hoàn toàn:
$Q_{nc} = \lambda m = 3{,}34\cdot 10^{5}\cdot 2 = 668\,000\ \text{J} = 668\ \text{kJ}\ (\neq 660\ \text{kJ}).$
b) ĐÚNG
$ m = 2\ \text{kg}.$
c) SAI
Nhiệt lượng để hóa hơi hoàn toàn (từ lúc nước bắt đầu sôi):
$Q_{hh} = L\cdot m = 2{,}3\cdot 10^{6}\cdot 2 = 4\,600\,000\ \text{J} = 4\,600\ \text{kJ}\ (\neq 600\ \text{kJ}).$
d) SAI
Tổng nhiệt cần cung cấp để: nóng chảy hoàn toàn, đun từ $0^\circ\text{C}\rightarrow 100^\circ\text{C}$ và hóa hơi hoàn toàn:
$Q = Q_{nc} + Q_t + Q_{hh} = 668\,000 + 840\,000 + 4\,600\,000 = 6\,108\,000\ \text{J}.$
Với công suất $P = 1\,000\ \text{W}$:
$t = \dfrac{Q}{P} = \dfrac{6\,108\,000}{1\,000} = 6\,108\ \text{s}\ (\neq 2\,100\ \text{s}).$