Tính nhiệt lượng cần thiết để làm 2,0 g nước đá 20℃ chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C.
Vận dụng công thức tính nhiệt hóa hơi
Nhiệt lượng cần thiết để làm 2,0 g nước đá 20℃ chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C là
\(Q = m.c.\Delta T + m\lambda + m.c.\Delta T + m.L = {2.10^{ - 3}}.2090.(0 - 20) + {2.10^{ - 3}}.340000 + {2.10^{ - 3}}.4200.(100 - 0) + {2.10^{ - 3}}.2256000 = 2512400J\)
Các bài tập cùng chuyên đề
Khi nước bắt đầu sôi, phải tiếp tục cung cấp nhiệt lượng cho nước để nước tiếp tục sôi (hóa hơi). Làm thế nào để xác định được độ lớn của nhiệt lượng làm hóa hơi hoàn toàn một lượng nước ở nhiệt độ không đổi?
1. Tính nhiệt lượng cần thiết để làm cho 10 kg nước ở 25 °C chuyển hoàn toàn thành hơi ở 100 °C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước ở 100 °C là 2,26.106 J/kg
2. Vận động viên chạy Marathon mất rất nhiều nước trong khi thi đấu. Các vận động viên thường chỉ có thể chuyển hóa khoảng 20% năng lượng hóa học dự trữ trong cơ thể thành năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể, đặc biệt là hoạt động chạy. Phần năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt thải ra ngoài nhờ sự bay hơi của nước qua hô hấp và da để giữ cho nhiệt độ của cơ thể không đồi. Nếu vận động viên dùng hết 11 000 kJ trong cuộc thi thì có khoảng bao nhiêu lít nước đã thoát ra khỏi cơ thể? Coi nhiệt độ cơ thể của vận động viên hoàn toàn không đối và nhiệt hóa hơi riêng của nước trong cơ thể vận động viên là 2,45.106 J/kg.
Hãy trả lời các câu hỏi sau:
- Từ công thức (6.3), cho biết cần đo đại lượng nào để xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước?
- Nhiệt lượng làm cho nước trong bình nhiệt lượng kế hóa hơi được lấy từ đâu?
- Xác định nhiệt lượng nước trong bình nhiệt lượng kế thu được để hóa hơi bằng cách nào?
- Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm.
- Để đảm bảo an toàn trong khi làm thí nghiệm cần phải chú ý điều gì?
Từ kết quả thí nghiệm thu được, thực hiện các yêu câu sau:
- Vẽ đồ thị khối lượng m theo thời gian τ
- Vẽ đường thẳng đi gần các điểm thực nghiệm nhất (tham khảo Hình 6.1). Chọn hai điểm P, Q tuỳ ý trên đồ thị, xác định giá trị khối lượng mP , mQ và thời gian τP, τQ tương ứng.
- Tính công suất trung bình của dòng điện qua điện trở của nhiệt lượng kế.
- Tính nhiệt hóa hơi riêng của nước theo công thức:
\(L = \frac{Q}{m} = \frac{{\overline P ({\tau _Q} - {\tau _P})}}{{{m_P} - {m_Q}}}\)
Trong đó
\(\overline P ({\tau _Q} - {\tau _P})\)là nhiệt lượng do dòng điện qua diện trở tỏa ra trong thời gian \({\tau _Q} - {\tau _P}\); \({m_P} - {m_Q}\) là khối lượng nước đã hóa hơi trong khoảng thời gian trên.
- Xác định sai số của phép đo nhiệt hóa hơi riêng của nước.
Dựa vào cơ sở lí thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy để xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt hóa hơi riêng của nước theo các gợi ý sau:
- Xác định các đại lượng trung gian cần đo và dụng cụ để đo các đại lượng này.
- Cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm.
- Dự kiến kết quả cần thu thập và xử lí số liệu
Để xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt hóa hơi riêng của nước vừa đo được với giá trị trong bảng 4.1 (trang 13)
Cho các dụng cụ: Một cốc thủy tinh chịu nhiệt, bình nhiệt lượng kế kèm dây điện trở, oát kế, cân hiện số, nhiệt kế, đồng hồ bấm giây. Xây dựng phương án và thực hiện phương án thí nghiệm xác định nhiệt hoa hơi riêng của nước bằng các dụng cụ này.
Cho biết nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2 300.105 J/kg có ý nghĩa gì?
Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10 kg nước ở 25 °C chuyển thành hơi ở 100 °C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước 4180 J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg.
Lượng nước sôi có trong một chiếc ấm có khối lượng m = 300 g. Đun nước tới nhiệt độ sôi, dưới áp suất khí quyển bằng 1 atm. Cho nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg. Nhiệt lượng cần thiết để có m’ = 100 g nước hóa thành hơi là bao nhiêu?
Nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg. Câu nào dưới đây là đúng?
Câu nào dưới đây là không đúng khi nói về sự bay hơi của các chất lỏng?
Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2 kg nước đá ở -20°C tan thành nước và sau đó được tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100°C. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105J/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là 2,09.103 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước 4,18.103 J/kg.K, nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg.
Lấy 0,01kg hơi nước ở 100°C cho ngưng tụ trong bình nhiệt lượng kế chứa 0,2 kg nước ở 9,5°C. nhiệt độ cuối cùng là 40°C, cho nhiệt dung riêng của nước là c = 4180 J/kg.K. Tính nhiệt hóa hơi của nước
Tốc độ bay hơi của chất lỏng không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?
Điều nào sau đây là sai khi nói về nhiệt hoá hơi.
Nhiệt hóa hơi riêng của một chất lỏng là gì?
Đơn vị của nhiệt hóa hơi riêng là gì?
Nhiệt hóa hơi riêng được kí hiệu là gì?
Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về nhiệt hóa hơi riêng của một chất?
Nhiệt hóa hơi riêng của một chất càng cao thì sẽ cần nhiều năng lượng hơn để chuyển trạng thái từ
Khi một chất đang hóa hơi ở nhiệt độ sôi, nếu ta vẫn cung cấp nhiệt lượng thì nhiệt độ của nó sẽ
Nhiệt hóa hơi riêng là thông tin cần thiết trong việc thiết kế thiết bị nào sau đây?
Có hai bình giống hệt nhau, mỗi bình chứa 200 g nước lạnh ở cùng nhiệt độ. Trong bình thứ ba, người ta đun sôi 200 g nước và nhúng vào đó một miếng sắt có khối lượng 200 g được treo trên một sợi dây. Khi sắt nóng lên và có cùng nhiệt độ với nước sôi thì cho nó vào bình thứ nhất, đồng thời đổ 200 g nước sôi vào bình thứ hai. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nước trong bình thứ nhất có nhiệt độ cao hơn bình thứ hai.
B. Nước trong bình thứ nhất có cùng nhiệt độ với bình thứ hai.
C. Nước trong bình thứ nhất có nhiệt độ thấp hơn bình thứ hai.
D. Nước trong binh thứ nhất có nhiệt độ lớn hơn hay nhỏ hơn bình thứ hai tuỳ thuộc vào thể tích của miếng sắt.
Tính nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển hoàn toàn 5 kg nước ở 100 °C thành hơi ở cùng nhiệt độ. Biết nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg.
Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai khi thực hiện thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước sử dụng ấm đun siêu tốc.
a) Công thức tính nhiệt hoá hơi riêng của nước là \(L = \frac{{Pt}}{{\Delta m}}\) (với P là công suất của ấm đun, \(\Delta m\) là khối lượng nước bị bay hơi sau thời gian t).
b) Sử dụng ấm đun siêu tốc đã biết công suất để xác định điện năng tiêu thụ.
c) Sử dụng cân điện tử đo chính xác khối lượng nước sôi còn lại trong ấm tại các thời điểm khác nhau.
d) Sử dụng đồng hồ đo thời gian để đo thời gian đun nước.
e) Độ chính xác của công suất định mức ghi trên ấm đun là nguyên nhân chính gây ra sai số của phép đo.
f) Điện áp sử dụng cho ấm đun không ảnh hưởng đến sai số của phép đo.
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước sử dụng ấm đun siêu tốc, thao tác đặt ấm đun lên cân điện tử, hiệu chỉnh cân về số 0,00 sau đó mới rót nước vào ấm đun là để
A. cân khối lượng bình cho đơn giản.
B. số chỉ trên cân ổn định hơn.
C. an toàn và dễ tiến hành thí nghiệm hơn.
D. đo được chính xác và đồng thời khối lượng nước bay hơi và thời gian bay hơi tương ứng, phép đo đơn giản hơn.
Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước sử dụng ấm đun siêu tốc, một bạn học sinh thu được khối lượng nước còn lại trong ấm m (g) theo thời gian t (s) kể từ lúc khối lượng nước trong bình là \({m_o} = 300,00kg\) như bảng dưới đây. Biết công suất ấm đun khi đó là P = 1500 W.
|
Lần đo |
\[m\left( g \right)\] |
\(\Delta m = {m_o} - m(g)\) |
\(t(s)\) |
\(L(J/g)\) |
|
1 |
250,00 |
82,00 |
||
|
2 |
200,00 |
263,00 |
||
|
3 |
150,00 |
245,00 |
||
|
4 |
100,00 |
326,00 |
a) Tính giá trị trung bình nhiệt hoá hơi riêng của nước.
b) Tính sai số tuyệt đối trung bình của phép đo và viết kết quả.
Khi một chất đang ở nhiệt độ hoá hơi
A. ta có thể làm thí nghiệm để xác định nhiệt dung riêng của chất đó.
B. ta có thể làm thí nghiệm để xác định nhiệt hóa hơi riêng của của chất đó.
C. ta có thể làm thí nghiệm để xác định được cả nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của chất đó.
D. ta không thể làm thí nghiệm để xác định được nhiệt dung riêng hay nhiệt hóa hơi riêng của chất đó.
Một bạn học sinh làm thí nghiệm để xác định được nhiệt hóa hơi riêng của một chất khi đã biết nhiệt dung riêng của chất đó trong trạng thái lỏng và trong trạng thái khí, hãy chỉ ra phương án thí nghiệm sai trong các phương án sau:
A. Bắt đầu đo từ một nhiệt độ mà chất đó đang ở trạng thái lỏng và kết thúc đo tại một nhiệt độ mà chất đó đã ở trạng thái khí.
B. Thực hiện đo từ khi chất bắt đầu đạt đến nhiệt độ sôi nhưng chưa hoá hơi và kết thúc đo khi hoá hơi hoàn toàn mà chất đó vẫn đang ở nhiệt độ sôi.
C. Bắt đầu đo từ một nhiệt độ mà chất đó đang ở trạng thái lỏng và kết thúc đo khi đã thấy có sự sôi của chất đó.
D. Thực hiện đo từ khi chất chưa đạt đến nhiệt độ sôi và kết thúc đo khi chất đó đã hoá hơi hoàn toàn.
