Tiêu đề BÀI 6_NHIỆT HÓA HƠI RIÊNG - NHIỆT CHUYỂN THỂ-HS.pdf ✅

VẬT LÝ 12 VẬT LÍ NHIỆT 2 Các thể của nước Nhiệt dung riêng (J/kg.oC) Ẩn nhiệt nóng chảy (J/kg) Ẩn nhiệt hóa hơi (J/kg) Nước đá 2090 3.33.105 2.26.106 Nước (thể lỏng) 4186 Hơi nước 2010 Giai đoạn Nhiệt lượng cung cấp cho 1 (g) nước Trạng thái pha Giai đoạn A Nung nóng nước đá t C t C       0 1 30 0       Q m c . i i Δt . . . , J           1 3 1 10 2090 0 30 62 7 Thể rắn (nước đá) Giai đoạn B Làm tan chảy hoàn toàn đá thành nước       Q L .f w f i Δm L .m , . . . J      2 5 3 3 33 10 1 10 333 Nước tồn tại ở hai thể rắn và lỏng Giai đoạn C Nung nóng nước ở thể lỏng t C t C      1 2 0 100         Q m .c . w w Δt . . , . . J      3 3 3 1 10 4 186 10 100 0 4186 Nước đã chuyển hoàn toàn thành thể lỏng Giai đoạn D Làm hóa hơi hoàn toàn lượng nước       Q L . v s v w Δm L .m , . . . . , . J      4 6 3 3 2 26 10 1 1 0 2 26 10 Nước tồn tại ở hai thể lỏng và hơi Giai đoạn E Nung nóng lượng hơi lên đến 120°C       Q m .c . s s Δt . . , . . , J     5 3 3 1 10 2 01 10 120 40 2 Nước đã chuyển hoàn toàn thành thể hơi Tổng cộng Q Q Q Q Q Q , . J         3 1 2 3 4 5 3 11 10 KẾT LUẬN: Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho hệ để biến đổi 1 g nước đá ở nhiệt độ ғ30°C đến khi nó chuyển thành hơi nước ở nhiệt độ 120°C là 3,11.103 J. Ngược lại, để làm nguội 1 g hơi nước ở 120°C thành băng ở nhiệt độ 30°C thì cần phải thu một lượng nhiệt của hệ này là 3,11.103 J. TÓM TẮT CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN THỂ
VẬT LÝ 12 VẬT LÍ NHIỆT 3 Sự tăng nhiệt độ theo thời gian Sự tăng nhiệt lượng theo thời gian B. VÍ DỤ MINH HỌA  Nhiệt nóng chảy Ví dụ 1. Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 15 kg nước đá ở 0 oC để chuyển nó thành nước ở 25 oC. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg và nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/(kg.K). ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 2. Một nhà máy thép mỗi lần luyện được 35 tấn thép. Cho nhiệt nóng chảy riêng của thép là 2,77.105 J/kg. a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy thép trong mỗi lần luyện của nhà máy ở nhiệt độ nóng chảy. b) Giả sử nhà máy sử dụng khí đốt để nấu chảy thép trong lò thổi (nồi nấu thép). Biết khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg khí đốt thì nhiệt lượng toả ra là 44.106 J. Xác định lượng khí đốt cần sử dụng để tạo ra nhiệt lượng tính được ở câu a. c) Việc sử dụng khí đốt để vận hành các nhà máy thép có thể gây ra những hậu quả gì cho môi trường và đời sống con người? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 3. Đồng nóng chảy ở nhiệt độ 1085°C. Quá trình nóng chảy hoàn toàn ở đồng chia làm hai giai đoạn: - Giai đoạn 1: Nhiệt độ tăng từ t0 °C đến nhiệt độ nóng chảy là 1085°C - Giai đoạn 2: Từ 1085°C đến khi đồng nóng chảy hoàn toàn. Xác định nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng chảy hoàn toàn 1 tấn đồng từ 25oC. Biết nhiệt dung riêng của đồng là c = 380 J/(kg.K) và nhiệt nóng chảy riêng của đồng là 180.103 J/kg. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 4. Thả một cục nước đá có khối lượng 100 g ở 0 oC vào cốc nước chứa 0,5 lít nước ở 50oC. Bỏ qua nhiệt dung của cốc và sự mất mát năng lượng ra không khí. Tính nhiệt độ cuối cùng của cốc nước? Biết cnước = c1 = 4,2 J/g.K; ρnước = 1 g/cm3 ; nhiệt nóng chảy nước đá là λ = 334 J/g. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 5. Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhôm khối lượng 400 g ở nhiệt độ 30oC để nó hóa lỏng ở nhiệt độ 658oC. Nhôm có nhiệt dung riêng là 896 J/kgK, nhiệt nóng chảy riêng là 3,9.105 J/kg. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................
VẬT LÝ 12 VẬT LÍ NHIỆT 4 Ví dụ 6. Để xác định nhiệt nóng chảy riêng của thiếc, người ta đổ 350 g thiếc nóng chảy ở nhiệt độ 232oC vào 330 g nước ở 7 oC đựng trong một nhiệt lượng kế có nhiệt dung bằng 100 J/K. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là 32oC. Tính nhiệt nóng chảy riêng của thiếc trong thí nghiệm này. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K và nhiệt dung riêng của thiếc là 230 J/kg.K ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 7. Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất chùm là P = 10 W. Đường kính của chùm sáng là d = 1 mm bề dày của tấm thép là e = 2 mm Nhiệt độ ban đầu của tấm thép là t0 = 30oC. Khối lượng riêng của thép là ρ = 7800 kg/m3 , nhiệt dung riêng của thép là c = 448 J /kg.độ. Nhiệt nóng chảy riêng của thép là λ = 270 kJ /kg, nhiệt độ nóng chảy của thép là TC = 1535oC. Tìm thời gian tối thiểu để khoan tấm thép. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 8. Trong một cốc mỏng có chứa m = 400 g nước ở nhiệt độ t1 = 20oC. Có những viên nước đá cùng khối lượng m2 = 20 g và nhiệt độ t2 = ғ5oC. Cho biết nhiệt dung của cốc (nhiệt lượng cần thiết để cốc nóng thêm 1oC) là q = 250 J/độ. Nhiệt dung riêng của nước và đá lần lượt là : c1 = 4,2.103 J/(kg.độ), c2 = 1,8.103 J/(kg.độ). Nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg. Bỏ qua nhiệt độ tỏa vào môi trường. Hỏi: a) Nếu thả hai viên nước đá vào cốc thì nhiệt độ cuối cùng của nước trong cốc bằng bao nhiêu? b) Phải thả tiếp vào cốc ít nhất bao nhiêu viên nước đá nữa để cuối cùng trong cốc có hỗn hợp nước và đá ? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 9. Người ta bỏ một cục nước đá khối lượng m1 = 100 g vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng m2 = 125 g thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế và nước đá là t1 = ғ20°C. Hỏi cần thêm vào nhiệt lượng kế bao nhiêu gram nước ở t2 = 20 °C để làm tan được một nửa lượng nước đá? Cho nhiệt dung riêng của đồng là c2 = 380 J/(kg.K), của nước đá là c1 = 2100 J/(kg.K), của nước là c = 4200 J/(kg.K) nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,34.105 J/kg. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................  Nhiệt hóa hơi Ví dụ 10. Tính nhiệt lượng Q cần thiết để cho 2 kg nước đá ở t1 = ғ10°C biến thành hơi. Cho biết: nhiệt dung riêng của nước đá là 1800 J/kg.K, của nước là 4200 J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 34.104 J/kg, nhiệt hoá hơi của nước là 23.105 J/kg. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Ví dụ 11. a) Một ấm điện công suất 1000 W. Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước có nhiệt độ ban đầu là 20°C đến khi sôi ở áp suất tiêu chuẩn. Tại sao kết quả chỉ được coi là gần đúng? b) Nếu để nước trong ấm sôi thêm 2 phút thì lượng nước còn lại trong ấm là bao nhiêu? Lấy nhiệt dung riêng và nhiệt hoá hơi riêng của nước là c = 4,2.103 J/kg.K và L = 2,26.106 J/kg. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................