Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo các bước cụ thể sau: Bước 1: Lấy viên nước đá có khối lượng \({m_1}\) (kg) từ tủ lạnh và chuẩn bị một nhiệt l
20/28
Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo các bước cụ thể sau:
Bước 1: Lấy viên nước đá có khối lượng \({m_1}\) (kg) từ tủ lạnh và chuẩn bị một nhiệt lượng kế không hấp thụ nhiệt chứa \({m_2}\) (kg) nước, đo nhiệt độ ban đầu \({t_1}\) của nước đá và nhiệt độ \({t_2}\) của nước trong nhiệt lượng kế bằng nhiệt kế có độ nhạy cao. Ghi vào bảng kết quả thí nghiệm.
Bước 2: Cho viên nước đá vào bình nhiệt lượng kế.
Bước 3: Khi nước đá tan hoàn toàn, lấy nhiệt kế đo nhiệt độ \(t\) của nước và ghi vào bảng kết quả thí nghiệm.
Biết nhiệt dung riêng của nước đá và của nước lần lượt là 2100 J/(kg.K) và 4200 J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, nước đá với môi trường xung quanh và nhiệt lượng kế.
Bảng ghi kết quả thí nghiệm | |||||
Nước đá | Nước | Hỗn hợp | |||
| \({m_1}\) | 0,15 kg | \({m_2}\) | 3,03 kg | \(t\) | \({16^\circ }C\) |
| \({t_1}\) | \( - {10^\circ }C\) | \({t_2}\) | \({21^\circ }C\) | ||
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá được tính bằng đơn vị jun trên kilôgam (J/kg).
Nước đá đã truyền nhiệt lượng cho nước.
Nhiệt lượng viên nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở \({0^\circ }C\) là 3150 J.
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá tính được từ bảng số liệu trên là 336 kJ/kg.
Dữ kiện:
\({m_1} = 0,15kg,\quad {t_1} = - {10^\circ }C\)
\({m_2} = 3,03kg,\quad {t_2} = {21^\circ }C,\quad t = {16^\circ }C\)
cđá = 2100J/(kg.K), cnước = 4200J/(kg.K)
Nhiệt lượng nước tỏa ra: Qnước = m2cnước(t2 - t)
Qnước = 3,03.4200.(21-16) = 63630 J
Nhiệt lượng nước đá thu vào gồm 3 phần:
Làm nóng nước đá từ \( - {10^\circ }C\) đến \({0^\circ }C\):
Q1 = m1cđá.10 = 0,15.2100.10 = 3150J
Nóng chảy hoàn toàn ở \({0^\circ }C\): \({Q_2} = {m_1}\lambda \)
Làm nóng phần nước tan từ \({0^\circ }C\) đến \({16^\circ }C\): \({Q_3} = {m_1}{c_{nu?c}}.16 = 0,15.4200.16 = 10080J\)
Phương trình cân bằng nhiệt: Qnước = Q1 +Q2 + Q3
\(63630 = 3150 + 0,15\lambda + 10080\)
\(0,15\lambda = 50400\) \(\lambda = 336000J/kg = 336kJ/kg\)
a) Đúng
Đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là J/kg.
b) Sai
Nước nóng truyền nhiệt cho nước đá, không phải nước đá truyền nhiệt cho nước.
c) Sai
3150 J là nhiệt lượng để làm nước đá tăng nhiệt độ từ \( - {10^\circ }C\) lên \({0^\circ }C\), không phải nhiệt lượng nóng chảy hoàn toàn ở \({0^\circ }C\).
d) Đúng
Tính được \(\lambda = 336kJ/kg\).