Một nhóm học sinh lớp 12 thực hiện thí nghiệm thực hành đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Họ đã lựa chọn bộ dụng cụ thí nghiệm như hình 1 gồm: biến thế nguồn (1), bộ đo công suất nguồn đi
19/28
Một nhóm học sinh lớp 12 thực hiện thí nghiệm thực hành đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Họ đã lựa chọn bộ dụng cụ thí nghiệm như hình 1 gồm: biến thế nguồn (1), bộ đo công suất nguồn điện có tích hợp chức năng đo thời gian (2), nhiệt kế điện tử có độ phân giải nhiệt độ ± 0 , 1 ∘ C (3), nhiệt lượng kế bằng nhựa có vỏ xốp kèm dây điện trở (4), cân điện tử (5), các dây nối.
Hình 1
Họ cho viên nước đá có khối lượng 0 , 0 2 k g và một ít nước vào bình nhiệt lượng kế sao cho dây điện trở chìm trong hỗn hợp nước và nước đá.
Khi tiến hành đo họ khuấy liên tục nước đá, cứ sau mỗi hai phút lại ghi số đo công suất trên oát kế và nhiệt độ trên nhiệt kế. Kết quả đo được ở bảng sau:
Thời gian | Nhiệt độ | Công suất |
0 | 0 | 11,13 |
120 | 0 | 11,09 |
240 | 0 | 11,10 |
350 | 0 | 11,14 |
480 | 0 | 11,18 |
600 | 0 | 11,13 |
720 | 0,3 | 11,12 |
840 | 0,6 | 11,15 |
960 | 1,1 | 11,12 |
Từ bảng số liệu họ vẽ được đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của nước trong bình nhiệt lượng kế như hình 2.
Công suất trung bình của dòng điện qua điện trở trong nhiệt lượng kế là 1 1 , 1 3 W .
Với kết quả họ thu được thì nhiệt nóng chảy riêng trung bình của nước đá đo được là 3 , 4 5 . 1 0 5 J / k g .
Khi tiến hành đo, họ khuấy liên tục nước đá để nhiệt độ của hỗn hợp nước và nước đá đồng đều.
Trên đồ thị vẽ được, họ tìm ra thời điểm kết thúc quá trình nóng chảy của viên nước đá nằm trong khoảng thời gian từ thời điểm 600 s đến thời điểm 700 s là không phù hợp với bảng số liệu.
- Công thức tính giá trị trung bình.
- Nhiệt lượng cung cấp để nước đá tan hoàn toàn: Q = P . τ = m λ .
- Phân tích số liệu từ đồ thị.
Cách giải:
a) Công suất trung bình của dòng điện qua điện trở trong nhiệt lượng kế là:
P = 1 1 , 1 3 + 1 1 , 0 9 + 1 1 , 1 0 + 1 1 , 1 4 + 1 1 , 1 8 + 1 1 , 1 3 + 1 1 , 1 2 + 1 1 , 1 5 + 1 1 , 1 2 9
⇒ P = 2 5 0 4 2 2 5 ≈ 1 1 , 1 3 ( W )
→ a đúng.
b) Nhiệt nóng chảy riêng trung bình của nước đá đo được là:
λ = P . τ m = 2 5 0 4 2 2 5 . 6 4 0 0 , 0 2 ≈ 3 , 5 6 . 1 0 5 ( J / k g )
→ b sai.
c) Khi tiến hành đo, họ khuấy liên tục nước đá để nhiệt độ của hỗn hợp nước và nước đá đồng đều.
→ c đúng.
d) Thời điểm nóng chảy là 640 s vẫn phù hợp.
→ d sai.