Bài 4. Nhiệt dung riêng

Hướng dẫn giải

a) 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)

Hướng dẫn giải

Ban 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)

Hướng dẫn giải

Nhiệt 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)

Hướng dẫn giải

Học sinh đọc và làm theo hướng dẫn.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Nhiệt 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)

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)

Hướng dẫn giải

Theo đồ thị, ta có:

\(T_M=100\left(s\right)\) và \(t_M=25\left(^oC\right)\)

\(T_N=400\left(s\right)\) và \(t_N=35\left(^oC\right)\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

- Giá trị trung bình của công suất dòng điện

\(\overline P  = \frac{{15,04 + 15,07 + 15,03 + 15,94 + 15,84 + 15,94 + 15,94}}{7} = 15,59W\)

- Nhiệt dung riêng của nước theo hệ thức:

\({c_{{H_2}O}} = \frac{Q}{{m\Delta t}} = \frac{{\overline P ({\tau _N} - {\tau _M})}}{{m({t_N} - {t_M})}} = \frac{{15,59(400 - 100)}}{{0,15(33 - 25,3)}} = 4049J/kg.K\)

- Sai số của phép đo: 4200 – 4049 = 151 J/kg.K

- Nếu có sự sai khác giữa kết quả đo và giá trị thực tế, nguyên nhân có thể bao gồm:

+ Sai số trong thiết bị đo lường: Có thể có sai số do sai lệch trong thiết bị đo lường, chẳng hạn như sai số từ cảm biến nhiệt độ hoặc thiết bị đo thể tích.

+ Điều kiện thực nghiệm không hoàn hảo: Trong điều kiện thực tế, không thể tạo ra điều kiện hoàn hảo như trong điều kiện tiêu chuẩn. Các yếu tố như áp suất, độ ẩm, và sự dao động nhiệt độ trong quá trình thí nghiệm cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.

+ Sai số trong phương pháp đo lường: Phương pháp đo lường có thể không chính xác hoặc không chính xác khi áp dụng vào điều kiện cụ thể.

+ Sự biến đổi tự nhiên của nhiệt dung riêng của nước: Nhiệt dung riêng của nước có thể thay đổi dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, như nhiệt độ, áp suất, và độ tinh khiết. Do đó, kết quả đo được có thể khác biệt so với giá trị thực tế ở điều kiện tiêu chuẩn.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

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)