BÀI 4. THỰC HÀNH ĐO NHIỆT DUNG RIÊNG, NHIỆT NÓNG CHẢY RIÊNG, NHIỆT HÓA HƠI RIÊNG

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hóa hơi riêng là các đại lượng vật lí đặc trưng cho mỗi chất khi trao đổi nhiệt và chuyển giữa các thể. Giá trị của các đại lượng trên được các nhà khoa học xác định thông qua thực nghiệm. Vậy các đại lượng trên được đo như thế nào thông qua các dụng thí nghiệm đơn giản ở trường phổ thông?

Thảo luận 1: Dựa vào cơ sở lí thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt dung 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.

Thảo luận 2: Đề xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt dung riêng của nước vừa đo được với giá trị trong Bảng 3.1 (trang 23).

Vận dụng: Đề xuất phương án và thực hiện phương án đo nhiệt dung riêng của một khối kim loại (đồng hoặc nhôm) bằng các dụng cụ thông dụng ở phòng thí nghiệm.

Thảo luận 3: Dựa vào cơ sở lý thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá 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.

Thảo luận 4: Đề xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt nóng chảy riêng của nước đá vừa đo được với giá trị trong Bảng 1.2 (trang 11).

Thảo luận 5: Dựa vào cơ sở lí thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy đề 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.

Thảo luận 6: Đề xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt hóa hơi riêng của nước vừa đo được với giá trị trong Bảng 1.4 (trang 13).

PHẦN 2. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

MỞ ĐẦU

Đáp án CH: Thực hiện các thí nghiệm đo nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hóa hơi riêng.

Đáp án TL1: * I, U, T₀ , T_sau, thời gian để nhiệt độ của nước tăng từ T_o đến T (t), m.

* Cách bố trí: Thiết lập một mạch điện gồm biến thể nguồn, vôn kế, ampe kế và công tắc điện mắc nối tiếp.

* Tiến hành:

- Đặt bình nhiệt lượng kế lên đĩa cân, hiệu chỉnh cân về số 0;

- Rót nước ở nhiệt độ phòng vào bình sao cho dây nung ngập trong nước;

- Đặt bình nhiệt lượng kế chứa nước lên đĩa cân, ghi m và T_o của nước;

- Mắc bình nhiệt lượng kế vào mạch điện đã bố trí. Điều chỉnh đến giá trị U.

- Đóng công tắc, bấm đồng hồ đo thời gian;

- Ghi U, giá trị I.

* Dự kiến kết quả và xử lý số liệu: Có sai số giữa các lần đo

Đáp án TL2: Cẩn thận trong quá trình làm thí nghiệm; sử dụng các dụng cụ chuẩn.

Đáp án VD: * Dụng cụ: Nhiệt lượng kế, cân, nhiệt kế, nước nóng, khối kim loại, bình cách nhiệt, giá đỡ, đồng hồ bấm giây.

* Đại lượng cần đo:

- nước nóng (m₁)(t₁)

- kim loại (m₂)(t₂)

- Nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp (t)

* Cách bố trí:

- Cho nước nóng vào bình cách nhiệt. Đặt nhiệt kế vào bình cách nhiệt và đo nhiệt độ ban đầu của nước nóng (t₁). Cân m₁.

- Đặt khối kim loại vào giá đỡ. Đun nóng kim loại đến nhiệt độ t₂. Cân m₂.

- Đổ nhanh kim loại vào bình cách nhiệt, khuấy đều và ghi lại t của hỗn hợp.

* Dự kiến kết quả:

- Nhiệt độ cân bằng (t) của hỗn hợp nằm giữa t₁ và t₂.

- Nhiệt lượng mà nước nóng tỏa ra bằng nhiệt lượng mà kim loại thu vào.

Đáp án TL3: * Dụng cụ: 1 bình nhiệt lượng kế (có que khuấy), cốc nước đá, 1 nhiệt kế, 1 chai nước, 1 chiếc cân điện tử có độ chia nhỏ nhất 0,01.

* Tiến hành:

Bước 1: Đặt bình nhiệt lượng kế lên đĩa cân, hiệu chỉnh cân về số 0,00.

Bước 2: Nhấc bình nhiệt lượng kế khỏi đĩa cân, rót nước ở nhiệt độ phòng vào bình. 

- Đặt bình nhiệt lượng kế chứa nước lên đĩa cân, ghi giá trị m và T₀ của nước theo mẫu Bảng 4.2.

- Lặp lại phép đo thêm hai lần.

Bước 3:

- Nhấc bình nhiệt lượng kế khỏi đĩa cân, cho khối nước đá vào bình.

- Dùng que khuấy khuấy đều đến khi nước đá tan hết. Ghi giá trị T của nước theo mẫu Bảng 4.2.

Bước 4: Đặt bình nhiệt lượng kế lên đĩa cân. Ghi giá trị m_đ của khối nước đá theo mẫu Bảng 4.2. Lặp lại phép đo thêm hai lần.

Đáp án TL4: - Thực hiện thao tác chính xác

- Kiểm tra các dụng cụ để đảm bảo tối đa không có sự mất mát nhiệt lượng

Đáp án TL5: * Dụng cụ: 1 chiếc cân điện tử, 1 ấm đun nước siêu tốc, 1 đồng hồ đo thời gian, 1 chai nước.

* Tiến hành:

Bước 1:

- Đặt ấm đun lên đĩa cân (Hình 1.3), hiệu chỉnh cân về số 0,00.

- Nhấc ấm đun khỏi đĩa cân, rót nước từ từ vào ấm đun đến giá trị khoảng 320,00 g.

Bước 2: Đặt ấm đun chứa nước lên đĩa cân, bật công tắc. Khi nước vừa sôi, mở nắp ấm đun để nước bay hơi. Khi thấy cân điện tử chỉ 300,00 g bấm đồng hồ đo thời gian.

Bước 3:

- Khi giảm còn 250,00 g thì ghi nhận t và m  theo mẫu Bảng 4.3.

- Lặp lại phép đo t và m khi số chỉ trên cân điện tử lần lượt giảm còn 200,00 g và 150,00 g.

* Báo cáo kết quả thí nghiệm: Tính giá trị  

Đáp án TL6: - Thực hiện thao tác chính xác

- Kiểm tra các dụng cụ để đảm bảo tối đa không có sự mất mát nhiệt lượng