Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng \(\lambda \) của nước đá theo các bước cụ thể sau: Bước 1: Lấy viên nước đá có khối lượng \({m_1}\left( {{\rm{kg}}} \right)\)
25/28
PHẦN II: CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI
Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng \(\lambda \) của nước đá theo các bước cụ thể sau:
Bước 1: Lấy viên nước đá có khối lượng \({m_1}\left( {{\rm{kg}}} \right)\) từ tủ lạnh và chuẩn bị một nhiệt lượng kế không hấp thụ nhiệt chứa \({m_2}\left( {{\rm{kg}}} \right)\) nước; đo nhiệt độ ban đầu của nước đá \(\left( {{t_1}} \right)\) và nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế (\({t_2}\)) 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 \(2100{\rm{\;J}}/\left( {{\rm{kg}}.{\rm{K}}} \right)\) và \(4200{\rm{\;J}}/\left( {{\rm{kg}}.{\rm{K}}} \right)\). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, nước đá với môi trường xung quanh và nhiệt lượng kế.
Nước đá đã truyền nhiệt lượng cho nước.
Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ \( - {10^ \circ }{\rm{C}}\) đến nhiệt độ nóng chảy là 3150 J .
Nước đá nổi trong nước do khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá tính được từ bảng số liệu trên là \(\lambda = 336,0\left( {{\rm{kJ}}/{\rm{kg}}} \right)\).
a) Nhiệt độ ban đầu của nước đá là \({t_1} = - {10^ \circ }{\rm{C}}\), nhiệt độ ban đầu của nước là \({t_2} = {21^ \circ }{\bf{C}}.\) Vì \({t_2} > {t_1}\) nên nước truyền nhiệt lượng cho nước đá.
a sai.
b) Nhiệt độ nóng chảy của nước đá là \({0^ \circ }{\rm{C}}.\) Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ \( - {10^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({0^ \circ }{\rm{C}}\) là:
\({Q_1} = {m_1}{c_1}\left( {0 - {t_1}} \right) = 0,15.2100.\left( {0 - \left( { - 10} \right)} \right) = 3150J\).
b đúng.
c) Khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng nên khi cho vào nước, nước đá sẽ nổi lên trên.
c đúng.
d) Khi nước đá nóng chảy hoàn toàn thành nước và đạt nhiệt độ cân bằng \(t = {16^ \circ }{\rm{C}}\), tổng nhiệt lượng khối nước đá ban đầu thu vào gồm 3 phần:
+ Nhiệt lượng tăng từ \( - {10^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({0^ \circ }{\rm{C}}\): \({Q_1} = 3150{\rm{\;J}}\)
+ Nhiệt lượng nóng chảy tại \({0^ \circ }{\rm{C}}\): \({Q_2} = \lambda {m_1} = 0,15\lambda \)
Nhiệt lượng phần nước (do đá tan ra) tăng từ \({0^ \circ }C\) lên \({16^ \circ }C\):
\({Q_3} = {m_1}{c_2}\left( {t - 0} \right) = 0,15.4200.16 = 10080J\)
Tổng nhiệt lượng thu vào:
\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {Q_1} + {Q_2} + {Q_3} = 3150 + 0,15\lambda + 10080 = 13230 + 0,15\lambda \left( {\rm{J}} \right)\)
Nhiệt lượng nước ban đầu trong nhiệt lượng kế tỏa ra để giảm nhiệt độ từ \({21^ \circ }C\) xuống \({16^ \circ }C\) là:
\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {m_2}{c_2}\left( {{t_2} - t} \right) = 3,03.4200.\left( {21 - 16} \right) = 63630J\)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: \({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {Q_{{\rm{toa\;}}}}\)
\(13230 + 0,15\lambda = 63630\)
\( \Rightarrow \lambda = 336000{\rm{\;J}}/{\rm{kg}} = 336,0{\rm{\;kJ}}/{\rm{kg}}\)
d đúng.