Một nhóm HS muốn đo nhiệt dung riêng của nước. Họ thực hiện các nội dung sau: (I) chuẩn bị các dụng cụ gồm: biến áp nguồn, nhiệt lượng kế cách nhiệt tốt kèm dây điện trở; nhiệt kế, oat kế, đồ
22/28
Một nhóm HS muốn đo nhiệt dung riêng của nước. Họ thực hiện các nội dung sau: (I) chuẩn bị các dụng cụ gồm: biến áp nguồn, nhiệt lượng kế cách nhiệt tốt kèm dây điện trở; nhiệt kế, oat kế, đồng hồ bấm giây; (II) họ cho rằng muốn đo nhiệt dung riêng c cần đo nhiệt lượng cung cấp cho nước Q, khối lượng nước m làm thí nghiệm, độ biến thiên nhiệt độ của nước Δt; (III) họ tiến hành đo khối lượng nước làm thí nghiệm, đo nhiệt độ ban đầu, công suất đun, thời gian đun, đọc số chỉ nhiệt kế sau mỗi 3 phút (thu được bảng số liệu như hình bên), vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ vào thời gian; (IV) sau đó họ sử dụng công thức c = Q/mΔt để xác định nhiệt dung riêng. Bỏ qua sai số dụng cụ.
Theo đúng tiến trình khoa học thì thứ tự các nội dung thực hiện là (I), (II), (III), (IV).
Việc vẽ đồ thị chỉ mang tính chất biểu diễn, không giúp ích gì cho việc xác định nhiệt dung riêng.
Sau mỗi ba phút, nhiệt độ của nước tăng lên trung bình là Δt = 5,4 ± 0,5(K).
Nhiệt dung riêng của nước đo được trong thí nghiệm này là 4160 J/(kg. K).
a) Sai
Thứ tự hợp lí theo tiến trình làm thí nghiệm: (I) chuẩn bị dụng cụ → (II) xác định đại lượng cần đo (Q, m, Δt) → (III) tiến hành đo, thu thập số liệu → (IV) xử lí số liệu, tính c.
b) Sai
Vẽ đồ thị T–t không chỉ “biểu diễn” mà còn giúp kiểm tra T tăng có đều không, phát hiện sai lệch/thất thoát nhiệt và có thể lấy độ dốc (tốc độ tăng nhiệt) để xử lí số liệu tin cậy hơn.
c) Đúng
Bước 1: Tính các độ tăng nhiệt sau mỗi 3 phút (180 s)
\(\Delta {t_1} = 33 - 27 = 6\;(K)\)
\(\Delta {t_2} = 39 - 33 = 6\;(K)\)
\(\Delta {t_3} = 44 - 39 = 5\;(K)\)
\(\Delta {t_4} = 49 - 44 = 5\;(K)\)
\(\Delta {t_5} = 54 - 49 = 5\;(K)\)
Bước 2: Giá trị trung bình
\(\overline {\Delta t} = \frac{{\Delta {t_1} + \Delta {t_2} + \Delta {t_3} + \Delta {t_4} + \Delta {t_5}}}{5} = \frac{{6 + 6 + 5 + 5 + 5}}{5} = 5,4\;(K)\)
Bước 3: Sai số tuyệt đối của từng lần đo
\({\Delta _1} = |\Delta {t_1} - \overline {\Delta t} | = |6 - 5,4| = 0,6\;(K)\)
\({\Delta _2} = |\Delta {t_2} - \overline {\Delta t} | = |6 - 5,4| = 0,6\;(K)\)
\({\Delta _3} = |\Delta {t_3} - \overline {\Delta t} | = |5 - 5,4| = 0,4\;(K)\)
\({\Delta _4} = |\Delta {t_4} - \overline {\Delta t} | = |5 - 5,4| = 0,4\;(K)\)
\({\Delta _5} = |\Delta {t_5} - \overline {\Delta t} | = |5 - 5,4| = 0,4\;(K)\)
Bước 4: Sai số tuyệt đối trung bình
\(\bar \Delta = \frac{{{\Delta _1} + {\Delta _2} + {\Delta _3} + {\Delta _4} + {\Delta _5}}}{5} = \frac{{0,6 + 0,6 + 0,4 + 0,4 + 0,4}}{5} = \frac{{2,4}}{5} = 0,48\;(K) \approx 0,5\;(K)\)
d) Sai