Một nhóm học sinh thực hành đo nhiệt dung riêng của nước:Dụng cụ thí nghiệm gồm: Các bước tiến hành thí nghiệm:- Biến thế nguồn (1)- Bộ đo công suất nguồn điện (oát) kế có tích hợp các chứ
19/28
Một nhóm học sinh thực hành đo nhiệt dung riêng của nước:
Dụng cụ thí nghiệm gồm: | Các bước tiến hành thí nghiệm: |
- Biến thế nguồn (1) - Bộ đo công suất nguồn điện (oát) kế có tích hợp các chức năng đo thời gian (2). - Nhiệt lượng kế bằng nhựa có vỏ xốp, kèm dây điện trở (gắn ở mặt trong của nắp bình) (4). - Cân điện tử (5). - Các dây nối. | a) Cắm đầu đo của nhiệt kế vào nhiệt lượng kế. b) Bật nguồn điện. c) Đổ một lượng nước vào bình nhiệt lượng kế sao cho toàn bộ dây điện trở chìm trong nước, xác định khối lượng nước này. d) Nối oát kế với nhiệt lượng kế và nguồn điện. e) Khuấy liên tục để nước nóng đều. Cứ sau mỗi khoảng thời gian 3 phút, đọc công suất dòng điện từ oát kế, nhiệt độ từ nhiệt kế rồi ghi lại kết quả g) Tắt nguồn điện. |
Nhiệt lượng mà nước thu vào bằng điện năng đã cung cấp cho dây điện trở trong nhiệt lượng kế.
Thứ tự đúng các bước tiến hành thí nghiệm là: d, a, c, b, e , g.
Với kết quả thí nghiệm đo trong lần 1 , nhóm học sinh xác định được nhiệt dung riêng của nước là 4014,71 J/kg.K
Khối lượng nước \({\rm{m}} = 0,136{\rm{\;kg}};\) Nhiệt độ ban đầu: \({27^ \circ }{\rm{C}}\) | |||
Lần đo | Thời gian đun \({\rm{\Delta t}}\left( {\rm{s}} \right)\) | Nhiệt độ nước sau đun \(\left( {{\;^ \circ }{\rm{C}}} \right)\) | Công suất đun \({\rm{P}}\left( {\rm{W}} \right)\) |
1 | 180 | 33 | 18,2 |
\( \ldots \) | |||
Để có kết quả gần giá trị thực tế hơn thì nhóm học sinh cần lặp lại thí nghiệm nhiều lần rồi lấy giá trị trung bình để giảm sai số ngẫu nhiên.
a) Trong điều kiện thực tế của phòng thí nghiệm luôn có sự thất thoát nhiệt lượng ra môi trường xung quanh và bản thân bình nhiệt lượng kế cũng hấp thụ một phần nhiệt lượng. Do đó, nhiệt lượng mà nước thu vào thực tế luôn nhỏ hơn phần điện năng đã cung cấp cho dây điện trở
a sai.
b) Thứ tự tiến hành thí nghiệm hợp lí và an toàn phải là xác định khối lượng nước trước khi lắp ráp các thiết bị điện. Trình tự chuẩn thường là đổ nước vào bình và xác định khối lượng (c), cắm nhiệt kế (a), nối mạch điện (d), bật nguồn (b), khuấy đều và ghi số liệu (e), tắt nguồn (g). Việc nối mạch điện trước rồi mới đổ nước vào bình có thể gây vướng víu hoặc chập cháy nếu sơ ý đổ nước ra ngoài b sai.
c) Giả sử bỏ qua mọi hao phí nhiệt, toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt lượng cung cấp cho nước. Ta áp dụng phương trình cân bằng năng lượng \(mc\left( {{T_2} - {T_1}} \right) = P{\rm{\Delta }}t\).
\( \Rightarrow 0,136.c.\left( {33 - 27} \right) = 18,2.180\)
\( \Rightarrow c = \frac{{3276}}{{0,816}} \approx 4014,71{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}} \Rightarrow \) Phát biểu c đúng.
d) Trong bất kì quy trình thực hành vật lí nào, việc lặp lại phép đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình là nguyên tắc cơ bản và bắt buộc để làm giảm sai số ngẫu nhiên, từ đó giúp kết quả đo sát với giá trị thực tế nhất ⇒ Phát biểu d đúng.