Bài 6. Nhiệt hóa hơi riêng trang 18, 19, 20 SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức
Khi một chất đang ở nhiệt độ hoá hơi
6.1
Khi một chất đang ở nhiệt độ hoá hơi
A. ta có thể làm thí nghiệm để xác định nhiệt dung riêng của chất đó.
B. ta có thể làm thí nghiệm để xác định nhiệt hóa hơi riêng của của chất đó.
C. ta có thể làm thí nghiệm để xác định được cả nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của chất đó.
D. ta không thể làm thí nghiệm để xác định được nhiệt dung riêng hay nhiệt hóa hơi riêng của chất đó.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hoá hơi
Lời giải chi tiết:
Khi một chất đang ở nhiệt độ hoá hơi ta có thể làm thí nghiệm để xác định nhiệt hóa hơi riêng của của chất đó.
Đáp án: B
6.2
Một bạn học sinh làm thí nghiệm để xác định được nhiệt hóa hơi riêng của một chất khi đã biết nhiệt dung riêng của chất đó trong trạng thái lỏng và trong trạng thái khí, hãy chỉ ra phương án thí nghiệm sai trong các phương án sau:
A. Bắt đầu đo từ một nhiệt độ mà chất đó đang ở trạng thái lỏng và kết thúc đo tại một nhiệt độ mà chất đó đã ở trạng thái khí.
B. Thực hiện đo từ khi chất bắt đầu đạt đến nhiệt độ sôi nhưng chưa hoá hơi và kết thúc đo khi hoá hơi hoàn toàn mà chất đó vẫn đang ở nhiệt độ sôi.
C. Bắt đầu đo từ một nhiệt độ mà chất đó đang ở trạng thái lỏng và kết thúc đo khi đã thấy có sự sôi của chất đó.
D. Thực hiện đo từ khi chất chưa đạt đến nhiệt độ sôi và kết thúc đo khi chất đó đã hoá hơi hoàn toàn.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hoá hơi
Lời giải chi tiết:
Để đo nhiệt hóa hơi riêng của một chất, phải thực hiện đo khi chất hóa hơi ở nhiệt độ sôi.
Phương án Bắt đầu đo từ một nhiệt độ mà chất đó đang ở trạng thái lỏng và kết thúc đo khi đã thấy có sự sôi của chất đó, chất chưa hóa hơi nên không thể đo được nhiệt hóa hơi riêng của chất
Đáp án: C
6.3
Sau khi chúng ta tắm hay lau mặt bằng nước, thường có cảm giác mát, lạnh
A. thì không liên quan đến hiện tượng hóa hơi của nước.
B. vì da của chúng ta đã cung cấp nhiệt lượng để nước nóng sôi rồi hoá hơi nên nhiệt độ trên da giảm xuống.
C. vì da của chúng ta đã cung cấp nhiệt lượng trong quá trình bay hơi của nước nước nên nhiệt độ trên da giảm xuống.
D. vì nhiệt hoá hơi riêng của nước khá lớn.
Phương pháp giải:
Sau khi chúng ta tắm hay lau mặt bằng nước, thường có cảm giác mát, lạnh
A. thì không liên quan đến hiện tượng hóa hơi của nước.
B. vì da của chúng ta đã cung cấp nhiệt lượng để nước nóng sôi rồi hoá hơi nên nhiệt độ trên da giảm xuống.
C. vì da của chúng ta đã cung cấp nhiệt lượng trong quá trình bay hơi của nước nước nên nhiệt độ trên da giảm xuống.
D. vì nhiệt hoá hơi riêng của nước khá lớn.
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hoá hơi
Lời giải chi tiết:
Sau khi chúng ta tắm hay lau mặt bằng nước, thường có cảm giác mát, lạnh vì da của chúng ta đã cung cấp nhiệt lượng trong quá trình bay hơi của nước nước nên nhiệt độ trên da giảm xuống.
Đáp án: C
6.4
Nhiệt hóa hơi riêng của một chất là nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất đó
A. hoá hơi hoàn toàn.
B. hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi.
C. hoá hơi.
D. Bay hơi hết.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hóa hơi riêng
Lời giải chi tiết:
Nhiệt hóa hơi riêng của một chất là nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất đó hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi.
Đáp án: B
6.5
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của một chất, phương án chọn đo nhiệt hóa hơi của nước có ưu điểm là
A. nguyên liệu có sẵn, không độc hại, nhiệt độ sôi thấp, nhiệt hóa hơi riêng lớn.
B. nguyên liệu có sẵn, không độc hại, nhiệt hóa hơi riêng nhỏ.
C. nguyên liệu có sẵn, không độc hại, nhiệt độ sôi cao.
D. nguyên liệu có sẵn, không độc hại, dẫn nhiệt tốt.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hoá hơi
Lời giải chi tiết:
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của một chất, phương án chọn đo nhiệt hóa hơi của nước có ưu điểm là nguyên liệu có sẵn, không độc hại, nhiệt độ sôi thấp, nhiệt hóa hơi riêng lớn.
Đáp án: A
6.6
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước như SGK, phải mở nắp bình nhiệt lượng kế vì
A. để dễ dàng quan sát và đọc số liệu.
B. để nước đã hoá hơi dễ dàng thoát ra ngoài.
C. để giảm nhiệt trong bình nhiệt lượng kế cho khỏi hỏng dụng cụ thí nghiệm.
D. tránh tình huống cạn nước mà ta không biết, dễ gây cháy nổ.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hoá hơi
Lời giải chi tiết:
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước như SGK, phải mở nắp bình nhiệt lượng kế vì để nước đã hoá hơi dễ dàng thoát ra ngoài.
Đáp án: B
6.7
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước như SGK, việc sử dụng công
thức: \({L_{{H_2}O}} = \frac{{P({\tau _Q} - {\tau _P})}}{{{m_P} - {m_Q}}}\) làm cho giá trị của nhiệt hóa hơi riêng tính được sẽ:
A. lớn hơn thực tế vì khối lượng nước bị giảm trong quá trình hoá hơi.
B. lớn hơn thực tế vì chưa tính đến hao phí năng lượng.
C. nhỏ hơn thực tế vì chưa tính đến hao phí năng lượng.
D. nhỏ hơn thực tế vì mở nắp bình làm mất nhiệt lượng trong bình.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hóa hơi riêng
Lời giải chi tiết:
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước như SGK, việc sử dụng công
thức: \({L_{{H_2}O}} = \frac{{P({\tau _Q} - {\tau _P})}}{{{m_P} - {m_Q}}}\) làm cho giá trị của nhiệt hóa hơi riêng tính được sẽ: lớn hơn thực tế vì chưa tính đến hao phí năng lượng.
Đáp án: B
6.8
Xét thí nghiệm đo nhiệt hoa hai hàng của nước như SGK.
1. Hãy thảo luận xem trong thí nghiệm này nhiệt hóa hơi riêng của nước còn phụ thuộc yếu tố nào khác mà công thức tính chưa đưa vào? Tại sao không đưa vào?
2. Hãy đưa ra công thức tính chính xác hơn như đã thảo luận ở trên.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hóa hơi riêng
Lời giải chi tiết:
1. Nhiệt lượng mà khối nước trong bình nhận được để nóng lên, sôi và hoá hơi bao giờ cũng nhỏ hơn nhiệt lượng được cung cấp do dòng điện chạy qua điện trở. Tuy nhiên để xác định hao phí nhiệt này hay hiệu suất thì cần tiến hành những nhiều thí nghiệm ở các điều kiện khác nhau. Vì vậy, phương án sử dụng bộ thí nghiệm có hao phí nhiệt thấp để bỏ qua hao phí nhiệt sẽ khả thi hơn.
2. Nếu tính cả hao phí nhiệt thì ta cần xác định thêm thông số hiệu suất H (%), lúc này công thức tính nhiệt hóa hơi riêng có dạng: \({L_{{H_2}O}} = \frac{{P({\tau _Q} - {\tau _P})H\% }}{{{m_P} - {m_Q}}}\)
6.9
Một nhóm học sinh làm thí nghiệm đo nhiệt hóa hơi riêng của nước theo hướng dẫn như SGK. Khối lượng nước sôi sử dụng là 270 g, kết quả đo được như Bảng 6.1.
Bảng 6.1. Khối lượng nước trong bình theo thời gian trong quá trình hóa hơi của nước
|
Thời gian τ (s) |
40 |
120 |
200 |
260 |
300 |
360 |
420 |
460 |
|
Khối lượng nước m (g) |
250 |
200 |
170 |
138 |
105 |
74 |
50 |
35 |
1. Hãy vẽ đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự thay đổi của khối lượng nước trong bình theo thời gian trong quá trình hoá hơi.
2. Từ đồ thị vẽ được, hãy tính độ hụt khối lượng của nước trong bình sau mỗi giây.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hóa hơi riêng
Lời giải chi tiết:
1. Hình 6.1G. Đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự thay đổi của khối lượng nước trong bình theo thời gian trong quá trình hoá hơi có dạng như Hình 6.1G:
2. Độ hụt khối lượng sau mỗi giây xấp xỉ bằng 0,5 g/s.
6.10
Trong thí nghiệm mà các bạn học sinh thực hiện ở Bài 6.9, số đo oát kế là 1150 W trong đồ thị thực nghiệm xác định sự thay đổi khối lượng của nước trong bình theo thời gian như Hình 6.1G.
1. Xác định khoảng thời gian giữa hai lần đo P và Q.
2. Xác định độ hụt khối lượng giữa hai lần đo P và Q.
3. Xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước.
4. Nếu tính đến hao phí nhiệt lượng là 2% thì nhiệt hóa hơi riêng của nước là bao nhiêu?
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức về nhiệt độ hóa hơi riêng
Lời giải chi tiết:
1. Khoảng thời gian giữa hai lần đo P và Q bằng: \(420 - 120 = 300(s)\)
2. Độ hụt khối lượng của nước giữa hai lần đo P và Q bằng: \(0,2 - 0,05 = 0,15(kg)\)
3. Nhiệt hóa hơi riêng của nước tính được là:
\({L_{{H_2}O}} = \frac{{P({\tau _Q} - {\tau _P})}}{{{m_P} - {m_Q}}} = \frac{{1150.300}}{{0,15}} = {2,3.10^6}(J/kg)\)
4. Nhiệt hóa hơi riêng của nước tính tới cả hao phí nhiệt lượng bằng:
\({L_{{H_2}O}} = \frac{{P({\tau _Q} - {\tau _P}).98\% }}{{{m_P} - {m_Q}}} = {2,254.10^6}(J/kg)\)