Xác định nhiệt lượng nước trong bình nhiệt lượng kế thu được để hóa hơi bằng cách nào?
Để xác định nhiệt hóa hơi của nước, người ta làm thí nghiệm sau. Đưa 10g hơi nước ở nhiệt độ 1000C vào một nhiệt lượng kế chứa 290g nước ở 200C. Nhiệt độ cuối của hệ là 400C. Hãy tính nhiệt hóa hơi của nước, cho biết nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 46J/độ, nhiệt dung riêng của nước là 4,18J/g.độ.
Nhiệt lượng do 10g hơi nước tỏa ra khi nguội đến t = 400
Q 1 = L m 1 + c m 1 ( 100 − 40 ) = L m 1 + 60 c m 1 (1)
Nhiệt lượng do nước trong nhiệt lượng kế hấp thụ: Q 2 = c m 2 ( 40 − 20 ) = 20 c m 2 (2)
Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế hấp thụ: Q 3 = q : ( 40 − 20 ) = 20 q (3)
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: Q1 = Q2 + Q3
L m 1 + 60 c m 1 = 20 c m 2 + 20 q ⇒ L = 20 c m 2 − 60 c m 1 + 20 q m 1 ⇒ L = 20 c ( m 2 − 3 m 1 ) + 20 q m 1 = 20.4 , 18.260 + 4 , 6.20 10 ⇒ L = 2173 , 6 + 92 = 2265 , 6 J / g
Để xác định nhiệt hóa hơi của nước, người ta làm thí nghiệm sau đây: Đưa 10 g hơi nước ở nhiệt độ 100oC vào một nhiệt lượng kế chứa 290 g nước ở 20oC. Nhiệt độ cuối của hệ là 40oC. Hãy tính nhiệt hóa hơi của nước, cho biết nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 46 J/độ, nhiệt dung riêng của nước là 4,18 J/g.độ.
Nhiệt lượng do m 1 = 10g hơi nước tỏa ra khi hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ t 1 = 100oC là Q 1 = L m 1 .
Nhiệt lượng do m 1 = 10g nước (do hơi ngưng tụ) tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t 1 = 100oC xuống đến nhiệt độ t = 40oC là: Q ' 1 = m1c(t1 - t)
Nhiệt lượng do m 2 = 290g nước và nhiệt lượng kế thu vào để tăng nhiệt độ từ t 2 = 20oC lên đến t = 40oC là: Q 2 = ( m 2 c + 46 ) ( t - t 2 )
Phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 + Q ' 1 = Q 2
⇔ L m 1 + m 1 c ( t 1 - t ) = ( m 2 c + 46 ) ( t - t 2 ) .
thay số:
L = 2,26.106J/kg.
Lấy 0,01 kg hơi nước ở 1000C cho ngưng tụ trong bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước ở 9,50C. Nhiệt độ cuối cùng đo được là 400C. Cho nhiệt dung riêng của nước là c = 4180J/kg.K. Hãy tính nhiệt hóa hơi của nước?
Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 1000C thành nước ở 1000C: Q 1 = L . m 1 = 0 , 01. L
Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 1000C trở thành nước ở 420C: Q 1 = m c ( t 1 − t 2 ) = 0 , 01.4180 ( 100 − 40 ) = 2508 J
Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 1000C biến thành nước ở 400C là: Q = Q 1 + Q 1 = 0 , 01 L + 2508 (1)
Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,35 kg nước từ 100C trở thành nước ở 400C.
Q 2 = m c ( t 2 − t 1 ) = 0 , 2.4180. ( 40 − 9 , 5 ) = 25498 J (2)
Theo quá trình đẳng nhiệt:
0 , 01. L + 2508 = 25498 ⇒ L = 2 , 3.10 6 J / k g
Một bình bằng đồng có khối lượng m1=0,6kg chứa một lượng nước đá có khối lượng m2=4kg ở nhiệt độ t1=-15oC. Đổ vào bình một lượng nước có khối lượng m3=1kg, ở nhiệt độ t2=100oC 1. Tính nhiệt độ và khối lượng nước có trong bình khi cân bằng nhiệt 2. Tính nhiệt lượng cần thiết phải cung cấp thêm cho bình để toàn bộ nước trong bình hóa hơi hoàn toàn. ( Biết nhiệt dung riêng của đồng, nước đá, nước lần lượt là: c1=380J/kg.K, c2=1800J/kg.K, c3=4200J/kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105 J/kg.K và nhiệt hóa hơi là 2,3.106 J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường )
Nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106J/kg. Câu nào dưới đây là đúng?
A. Một lượng nước bất kì cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106J để bay hơi hoàn toàn .
B. Một kilogam nước cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106J để bay hơi hoàn toàn.
C. Một kilogam nước sẽ tỏa ra một lượng nhiệt là 2,3.106J khi bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi.
D. Mỗi kilogam nước cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106J để bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi và áp suất chuẩn.
Lấy 0,01kg hơi nước ở 1000C cho ngưng tụ trong bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước ở 9,50C. nhiệt độ cuối cùng là 400C, cho nhiệt dung riêng của nước là c = 4180J/kg.K. Tính nhiệt hóa hơi của nước.
A. L = 3 , 6 . 10 5 J / k g
B. L = 5 , 4 . 10 6 J / k g
C. L = 2 , 3 . 10 6 J / k g
D. L = 4 , 8 . 10 5 J / k g
+ Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 1000C thành nước ở 1000C: Q 1 = L m 1 = 0 , 01 L
+ Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 1000C thành nước ở 400C:
Q 2 = m c ( 100 - 40 ) = 0 , 01 . 4180 100 - 40 = 2508 J
=>Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 1000C biến thành nước ở 400C: Q = Q 1 + Q 2 = 0 , 01 L + 2508
+ Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,2kg nước từ 9,50C thành nước ở 400C: Q 3 = 0 , 2 . 4180 40 - 9 , 5 = 25498 J
(2)
=>Theo phương trình cân bằng nhiệt: (1) = (2).
Vậy 0 , 01 L + 2508 = 25498 .
Suy ra: L = 2 , 3 . 10 6 J / k g .
Đáp án: C
Bài 5 (1,0 điểm): Cho các dụng cụ gồm: Bình chia độ với vạch chia xác định thể tích đủ nhỏ, nhiệt kế, nhiệt lượng kế, nước đá đang tan ở 00C, cốc đun, nước và nguồn nhiệt. Hãy trình bày cơ sở lý thuyết và cách tiến hành thí nghiệm để đo nhiệt lượng thu vào làm nóng chảy hoàn toàn 1kg nước đá nêu trên (nhiệt nóng chảy riêng λ của nước đá). Biết nhiệt dung riêng của nước là Cn và khối lượng riêng của nước là Dn.
Cho 3,4.105 là nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn của đá
Lấy bình chia độ đo 1l nước rồi đưa 1l đó đổ vào cốc đun rồi đun nóng đến 100oC. Sau đó thả 1kg đá ở 0oC vào
Nhiệt lượng đá thu vào để tăng đến 3,4.105 là
\(Q_1=\lambda m=3,4.10^5.1=340000J=340kJ\)
Nhiệt lượng để đá tan hoàn toàn là
\(Q_2=mc\Delta t=1.1800\left(340000-100\right)=6118200kJ\)
Nhiệt lượng cần thiết là
\(Q=Q_1+Q_2=6118540kJ\)
Lấy 0,01kg hơi nước ở \(100^0C\) cho ngưng tụ trong bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg ở \(9,5^0C\). Nhiệt độ cuối cùng là \(40^0C\), cho nhiệt dung riêng của nước là 4180J/kg.K. Tính nhiệt hóa hơi của nước.
\(Q_{thu}=m_{nuoc}.c_{nuoc}.\left(t_{cb}-t_n\right)=0,2.c_n\left(40-9,5\right)\)
\(Q_{toa}=m_{hoinuoc}.c_{nuoc}.\left(100-40\right)+m_{hoinuoc}.L\)
\(Q_{thu}=Q_{toa}\Leftrightarrow0,2.4180.\left(40-9,5\right)=\left(100-40\right).4180.0,01+0,01.L\)
\(\Rightarrow L=2299000\left(J/kg\right)\)
Người ta đun sôi 0,5 lít nước có nhiệt độ ban đầu 120C chứa trong chiếc ấm bằng đồng khối lượng m2 = 0,4kg. Sau khi sôi được một lúc đã có 0,1 lít nước biến thành hơi. Hãy xác định nhiệt lượng đã cung cấp cho ấm. Biết nhiệt hóa hơi của nước là 2,3.106 J/kg, nhiệt dung riêng của nước và của đồng tương ứng là c1 = 4180J/kg. K; c2 = 380J/kg.K.
Nhiệt lượng cần thiết để đưa ấm từ nhiệt độ 270C đến nhiệt độ sôi 1000C
Q 1 = m 1 c 1 Δ t + m 2 c 2 Δ t Q 1 = ( m 1 c 1 + m 2 c 2 ) ( t 2 − t 1 ) ⇒ Q 1 = ( 0 , 5.4180 + 0 , 4.380 ) . ( 100 − 27 ) Q 1 = 163666 J
Nhiệt lượng cần cung cấp cho 0,1 lít nước hóa hơi là:
Q 2 = λ m = 0 , 1.2 , 3.10 6 = 2 , 3.10 5 J
Tổng nhiệt lượng đã cung cấp cho ấm nước:
⇒ Q = Q 1 + Q 2 = 163666 + 230000 Q = 393666 J
Một bình nhựa đang có chứa 4 lít nước, dùng nhiệt kế để đo thì xác định được nhiệt độ của nước trong bình là 36 0 C . Người ta thả vào bình một cục nước đá có khối lượng m đ = 1 k g đang ở nhiệt độ - 10 0 C . Biết chỉ có nước đá và nước trao đổi nhiệt với nhau; nhiệt dung riêng của nước là C n = 4200 J / k g . K ; nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3 , 36 . 10 5 J / k g . Nhiệt độ của bình khi cân bằng nhiệt là:
A. 0 0 C
B. - 2 , 1 0 C
C. - 11 , 9 0 C
D. 7 , 3 0 C
Đáp án: C
- Giả sử nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng là 0 0 C
- Nhiệt lượng do nước tỏa ra khi hạ xuống 0 0 C là:
- Nhiệt lượng thu vào của viên nước đá để tăng nhiệt độ lên 0 0 C và tan hết tại 0 0 C là:
- Ta thấy Q t h u < Q t ỏ a chứng tỏ nước đá bị tan ra hoàn toàn.
- Gọi nhiệt độ hỗn hợp sau khi cân bằng là t 0 C (t > 0)
- Nhiệt lượng do nước tỏa ra khi hạ xuống 0 0 C là:
- Nhiệt lượng thu vào của viên nước đá để tăng nhiệt độ lên 0 0 C , tan hết tại 0 0 C và tăng lên đến t 0 C là: