Tiêu đề Chủ đề 5. NHIỆT NÓNG CHẢY RIÊNG - ( GV ).Image.Marked.pdf ✅

CHỦ ĐỀ 5. NHIỆT NÓNG CHẢY RIÊNG I. Tóm tắt lí thuyết + Các dạng bài tập 1.1. Nhiệt nóng chảy riêng Khái niệm: Nhiệt nóng chảy riêng  của một chất là nhiệt lượng cần thiết để 1 kg chất đó chuyển hóa hoàn toàn từ thể rắn sang thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy. Trong đó λ (J/kg) là nhiệt nóng chảy riêng của chất; phụ thuộc vào bản chất của chất nóng chảy và áp suất môi trường. Q (J) là nhiệt lượng cần truyền cho vật trong quá trình nóng chảy: m (kg) là khối lượng của vật bị nóng chảy. ⟹ Nhiệt lượng cần cung cấp để m (kg) chất nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy: Q = m.λ λ = Q m
1.2. Thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá Mục đích thí nghiệm: Xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. 1.2.1. Phương án 1 (Sách Cánh Diều) Hình Error! No text of specified style in document.. Sơ đồ thí nghiệm Hình 2. Lắp đặt thí nghiệm Dụng cụ: + Dây dẫn nối với nguồn điện (1) ; Oát kế (2) ; Nhiệt lượng kế kèm dây điện trở (3) ; Cốc (4) và cân (5) ; Đồng hồ bấm giây (6). Tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Cho nước đá vào nhiệt lượng kế và hứng nước chảy ra bằng chiếc cốc - Sau khi nước chảy vào cốc khoảng 1 phút, cho nước chảy vào cốc (4) (ở trên cân) trong thời gian t phút, xác định khối lượng m của nước trong cốc này. Bước 2: Bật nguồn, đọc số chỉ P của oát kế. Cho nước chảy thêm vào cốc trong thời gian t. Xác định khối lượng M của nước trong cốc lúc này. Kết quả thí nghiệm Đại lượng Kết quả đo Khối lượng m (kg) của nước trong cốc (chưa bật biến áp nguồn). 2,0.10-3 Khối lượng M (kg) của nước trong cốc (đã bật biến áp nguồn). 17,5.10-3 Thời gian đun t (s). 180 Công suất P (W) 24 Xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá bằng công thức: Pt M 2m l = - 1.2.2. Phương án 2 (Sách KNTT) Dụng cụ thí nghiệm + Biến thế nguồn (1). + Bộ đo công suất nguồn điện (oát kế) có tích hợp chức năng đo thời gian (2). + Nhiệt kế điện từ hoặc cảm biến điện từ hoặc cảm biến nhiệt độ có thang đo từ 20 C   đến 110 C  và độ phân giải 0,1 C   (3). + Nhiệt lượng kế bằng nhựa có vỏ xốp, kèm điện trở nhiệt (gắn ở trong bình) (4). + Cân điện tử (5) (hoặc bình đong). + Các dây nối.
Hình 3. Lắp đặt thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm Bước 1: Cho các viên nước đá hoặc một ít nước lạnh vào bình nhiệt lượng kế, sao cho toàn bộ dây điên trở chìm trong nước đá Xác định khối lượng hỗn hợp nước đá trong bình. Bước 2: Cắm đầu đo của nhiệt kế vào bình nhiệt lượng kế. Bước 3: Nối oát kế với nhiệt lượng kế và nguồn điện. Bước 4: Bật nguồn điện. Bước 5: Khuấy liên tục nước đá, cứ sau mỗi khoảng thời gian 2 phút lại đọc số đo thời gian trên oát kế và nhiệt độ trên nhiệt kế rồi ghi kết quả. Bước 6: Tắt nguồn điện. Kết quả thí nghiệm Thời gian  s Nhiệt độ   0 t C Công suất P W 0 120 240 360 480 600 720 840 960 Hình 4. Đồ thị nhiệt độ của nước theo thời gian + Tính công suất trung bình P của dòng điện qua điện trở nhiệt trong nhiệt lượng kế.
+ Tính nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo công thức: 2 M H O m    P Trong đó M P  là nhiệt lượng do dòng điện qua điện trở nhiệt toả ra trong thời gian N và m là khối lượng nước đá. + Xác định sai số của phép đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. + So sánh giá trị nhiệt nóng chảy riêng của nước đá đo được với giá trị ở Bảng và giải thích nguyên nhân gây ra sự sai khác (nếu có). 1.3. Các dạng bài tập DẠNG 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NHIỆT LƯỢNG CẦN CUNG CẤP ĐỂ LÀM NÓNG CHẢY MỘT CHẤT Ở NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY. Ví dụ 1. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg và áp suất ở điều kiện tiêu chuẩn. Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 5 kg nước đá ở 0°C là A. 1,7 MJ. B. 1,7 kJ. C. 7,2 kJ. D. 7,2 MJ. Hướng dẫn giải Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy 5 kg nước đá ở 0°C: Q = m.λ = 5 × 3,4.10 5 = 1,7.10 6 J = 1,7 MJ. Ví dụ 2. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nhôm và chì lần lượt là 4.105 J/kg và 2,5.104 J/kg. Nếu sử dụng lượng nhiệt làm nóng chảy hoàn toàn 1 kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy thì có thể làm nóng chảy được bao nhiêu kg chì ở nhiệt độ nóng chảy? A. 1,0 kg. B. 1,6 kg. C. 10 kg. D. 16 kg. Hướng dẫn giải Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy 1 kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy: QAl = mAl.λAl = 1 × 4.10 5 = 4.10 5 J; Khối lượng chì có thể làm nóng chảy khi sử dụng lượng nhiệt trên: QPb = QAl = mPb.λPb⟹mPb = QPb λPb = 4.105 2,5.104 = 16 kg. DẠNG 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NHIỆT LƯỢNG CẦN LÀM NÓNG CHẢY MỘT CHẤT Ở NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY KẾT HỢP QUÁ TRÌNH TĂNG NHIỆT ĐỘ Ví dụ 3. Nhiệt lượng cần cung cấp để làm tan chảy hoàn toàn 2 kg nước đá ở 0°C thành nước ở 60°C bằng bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K), nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg và áp suất ở điều kiện tiêu chuẩn. A. 504 kJ. B. 608 kJ. C. 1184 kJ. D. 1792 kJ. Hướng dẫn giải Sơ đồ chuyển hóa trong quá trình này: Nước đá (R;0°C)Giai đoạn 1: Nóng chảyNước (L;0°C) Giai đoạn 2: Tăng nhiệt độNước (L;60°C) Nhiệt lượng cần cung cấp trong giai đoạn 1: Q1 = m.λ = 2 × 3,4.10 5 = 680.10 3 J; Nhiệt lượng cần cung cấp trong giai đoạn 2: Q2 = m.c.∆t = 2 × 4200 × (60 ― 0) = 504.10 3 J; Tổng nhiệt lượng cần cung cấp trong cả quá trình: