Nhiệt lượng cần để làm nóng 1 kg nước lên thêm 1℃ khác với nhiệt lượng cần để làm nóng 1 kg rượu lên 1℃. Đại lượng vật lí nào có thể dùng để mô tả sự khác biệt như trên của các chất khác nhau?
Nhiệt lượng cần để làm nóng 1 kg nước lên thêm 1℃ khác với nhiệt lượng cần để làm nóng 1 kg rượu lên 1℃. Đại lượng vật lí nào có thể dùng để mô tả sự khác biệt như trên của các chất khác nhau?
Hãy tìm ví dụ trong đời sống để minh họa cho nội dung trên.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiGiả sử bạn muốn đun sôi một lượng nước trong một ấm từ nhiệt độ phòng lên nhiệt độ sôi (100 °C). Khối lượng của nước trong ấm, độ tăng nhiệt độ (từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ sôi), và tính chất của nước (nước là một chất cách nhiệt tốt) sẽ ảnh hưởng đến lượng nhiệt lượng cần cung cấp.
- Khối lượng: Nếu bạn đun sôi một lượng nước lớn hơn, bạn sẽ cần cung cấp một lượng nhiệt lượng lớn hơn để làm tăng nhiệt độ của nó. Khối lượng lớn hơn đồng nghĩa với lượng phân tử nước lớn hơn cần phải năng động và làm tăng nhiệt độ của nó.
- Độ tăng nhiệt độ: Để đun sôi nước từ nhiệt độ phòng lên nhiệt độ sôi (100 °C), bạn cần cung cấp một lượng nhiệt lượng đủ để làm tăng nhiệt độ từ 25 °C (giả sử nhiệt độ phòng) lên 100 °C. Độ tăng nhiệt độ càng lớn, lượng nhiệt lượng cần cung cấp càng nhiều.
- Tính chất của chất làm vật: Nước là một chất cách nhiệt tốt, nghĩa là nó có khả năng hấp thụ và giữ nhiệt lượng tốt. Do đó, để làm tăng nhiệt độ của nước, bạn cần cung cấp một lượng nhiệt lượng lớn hơn so với các chất khác có tính cách nhiệt kém.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Biết nhiệt dung riêng của nước lớn gấp hơn hai lần của dầu, tại sao trong bộ tản nhiệt (làm mát) của máy biến thế, người ta lại dùng dầu mà không dùng nước như trong bộ tản nhiệt của động cơ nhiệt?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTrong bộ tản nhiệt của máy biến thế, dầu thường được sử dụng thay vì nước vì một số lý do sau:
- Điểm nóng chảy và nhiệt độ sôi của dầu cao hơn so với nước, giúp nó có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn mà không cần áp lực cao.
- Dầu không dẫn điện tốt hơn nước, điều này là quan trọng trong bộ tản nhiệt của máy biến thế để tránh nguy cơ hỏng hóc và sự cố điện.
- Dầu ít bay hơi hơn và ít bị bay hơi trong quá trình vận hành, giảm nguy cơ mất nước và cần bổ sung nước định kỳ.
- Dầu cũng có khả năng chống oxy hóa tốt hơn nước, giúp kéo dài tuổi thọ của hệ thống.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Hãy dựa vào giá trị của nhiệt dung riêng của nước và của đất trong Bảng 4.1 để giải thích tại sao ban ngày có gió mát thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió ấm thổi từ đất liền ra biển.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiBan ngày, mặt biển được làm mát bởi nước, nhiệt dung riêng của nước lớn hơn so với đất, do đó khi gió thổi từ biển vào đất liền, nó mang theo nhiệt lượng từ mặt biển và làm mát môi trường. Ban đêm, đất liền có nhiệt dung riêng lớn hơn so với nước, nên nó giữ nhiệt tốt hơn. Khi gió thổi từ đất liền ra biển, nó mang theo nhiệt từ đất và làm ấm môi trường biển.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Một thùng đựng 20 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Cho khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m3.
a) Tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới 70 °C.
b) Tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết nếu dùng một thiết bị điện có công suất 2,5 kW để đun lượng nước trên. Biết chỉ có 80% điện năng tiêu thụ được dùng để làm nóng nước
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảia) Để tính nhiệt lượng cần truyền cho nước, ta sử dụng công thức:
Q = mcΔT
Thay vào công thức, ta có:
m = 0,02 m³ × 1000 kg/m³ = 20 kg
Q = 20 kg × 4190 J/kg°C × 50°C = 4190000 J = 4,19 × 106 J
Do đó, nhiệt lượng cần truyền cho nước để nhiệt độ tăng từ 20°C lên 70°C là 4,19× 106 J
b) Để tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết, ta sử dụng công thức: \(P = \frac{Q}{t}\)
\( \Rightarrow t = \frac{Q}{P} = \frac{{4,{{19.10}^6}}}{{2500}} = 1676s\) = 28 phút
Do đó, thời gian cần thiết để truyền nhiệt lượng cần thiết là khoảng 1676 giây, hoặc khoảng 28 phút.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Thực hành đo nhiệt dung riêng của nước:
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiHọc sinh đọc và làm theo hướng dẫn.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Từ hệ thức (4.3), cho biết cần đo đại lượng nào để xác định nhiệt dung riêng của nước?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Từ hệ thức (4.3), cần đo đại lượng nhiệt lượng cần truyền cho nước, khối lượng nước và độ tăng nhiệt độ của nước để xác định nhiệt dung riêng của nước
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Nhiệt lượng mà nước trong bình nhiệt lượng kế thu được lấy từ đâu?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiNhiệt lượng mà nước trong bình nhiệt lượng kế thu được đến từ nguồn nhiệt bên ngoài, thường là từ quá trình nhiệt đổi hoặc từ một nguồn nhiệt khác như lửa, máy nhiệt, hoặc các nguồn nhiệt khác.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Xác định nhiệt lượng mà nước thu được bằng cách nào?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiNhiệt lượng mà nước thu được có thể được xác định bằng cách đo sự thay đổi về nhiệt độ của nước sau khi tiếp xúc với nguồn nhiệt. Bằng cách đo thay đổi nhiệt độ và sử dụng thông tin về nhiệt dung riêng của nước, ta có thể tính toán nhiệt lượng đã được truyền vào nước.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Các bước tiến hành thí nghiệm để xác định nhiệt lượng mà nước thu được trong bình nhiệt lượng kế có thể bao gồm:
a) Đo lượng nước: Sử dụng một ống đo hoặc một cái cốc đo chính xác để đo lượng nước cần sử dụng trong thí nghiệm
b) Ghi nhận nhiệt độ ban đầu của nước: Sử dụng một nhiệt kế chính xác để đo và ghi nhận nhiệt độ ban đầu của nước.
c) Tiếp xúc nước với nguồn nhiệt: Đặt bình nước trong bình nhiệt lượng kế, và đưa nguồn nhiệt gần bình nước. Đảm bảo rằng nước tiếp xúc đều với nguồn nhiệt.
d) Ghi nhận nhiệt độ sau khi tiếp xúc: Sử dụng nhiệt kế để đo và ghi nhận nhiệt độ của nước sau khi đã tiếp xúc với nguồn nhiệt trong một khoảng thời gian nhất định.
e) Tính toán nhiệt lượng: Sử dụng công thức Q = mcΔT với m là khối lượng của nước, c là nhiệt dung riêng của nước, và ΔT là sự thay đổi nhiệt độ của nước để tính toán nhiệt lượng đã được truyền vào nước.
f) Đánh giá kết quả: Kiểm tra và đánh giá kết quả tính toán nhiệt lượng để đảm bảo tính chính xác và đồng nhất của thí nghiệm.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)