Một học sinh dự đoán: "Trong quá trình nóng chảy nhiệt độ của nước đá không đổi và nhiệt dung riêng của nước ở thể rắn nhỏ hơn nhiệt dung riêng của nước ở thể lỏng"
23/28
Một học sinh dự đoán: "Trong quá trình nóng chảy nhiệt độ của nước đá không đổi và nhiệt dung riêng của nước ở thể rắn nhỏ hơn nhiệt dung riêng của nước ở thể lỏng". Để kiểm tra dự đoán này học sinh đã tiến hành thí nghiệm khảo sát nhiệt độ \(t\left( {^\circ {\rm{C}}} \right)\) của nước đá theo thời gian \(\tau \) (phút). Số liệu đo được từ thí nghiệm được biểu diễn thành đồ thị như hình vẽ. Học sinh đo được các góc \(\alpha = {60^\circ },\beta = {45^\circ }\) và \({\tau _2} = 8,8{\tau _1}\). Biết nhiệt dung riêng của nước (thể lỏng) là \({\rm{c}} = 4200\) \({\rm{J}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}})\). Công suất nguồn điện không đổi trong suốt quá trình tiến hành thí nghiệm.
Từ thời điểm \(\tau = 0\) đến thời điểm \({\tau _1}\) nước đá nhận nhiệt lượng để tăng nhiệt độ.
Từ thời điểm \({\tau _1}\) đến thời điểm \({\tau _2}\), hỗn hợp nước đá và nước có nhiệt độ là \({0^\circ }{\rm{C}}\), nội năng không đổi.
Từ kết quả của thí nghiệm, nhiệt dung riêng của nước đá là \(2,1\;{\rm{kJ}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}})\).
Kết quả thu được từ thí nghiệm phù hợp với dự đoán của học sinh.
a) Đúng
b) Sai. Trong quá trình nóng chảy thì nước đá có nhận nhiệt nên nội năng tăng
\({\tau _1} = \frac{{20}}{{\tan \alpha }} = \frac{{20}}{{\tan {{60}^\circ }}} = \frac{{20}}{{\sqrt 3 }}\) phút
\(P\Delta {\tau _n} = m{c_n}t \Rightarrow \frac{P}{m} = \frac{{{c_n}t}}{{\Delta {\tau _n}}} = {c_n}\tan \beta = 4200 \cdot \tan 45 = 4200\)
c) Sai. \(P \cdot {\tau _1} = m{c_d} \cdot 20 \Rightarrow \frac{P}{m} = \frac{{{c_d} \cdot 20}}{{{\tau _1}}} \Rightarrow 4200 = \frac{{{c_d} \cdot 20}}{{\frac{{20}}{{\sqrt 3 }}}} \Rightarrow {c_d} \approx 2425\;{\rm{J}}/{\rm{kgK}} < {c_n}\)
d) Đúng