Giải SGK Vật lí 12 Bài 6. Nhiệt hoá hơi riêng

Nhiệt lượng để nước tăng nhiệt độ từ 25 °C đến 100 °C: ${Q}_{1}=mcΔt=10.4200.(100-25)=3150000\ J$

Nhiệt lượng để hoá hơi hoàn toàn nước: ${Q}_{2}=L.m={2{,}26.10}^{6}.10={2{,}26.10}^{7}\ J$

Tổng nhiệt lượng cần thiết để làm cho 10 kg nước ở 25 °C chuyển hoàn toàn thành hơi ở 100 °C: $Q={Q}_{1}+{Q}_{2}={3{,}15.10}^{6}+{2{,}26.10}^{7}={2{,}575.10}^{7}J$

Năng lượng vận động viên đã chuyển hoá dùng cho hoạt động chạy:

$Q={11000.10}^{3}.20\%={22.10}^{5}J$

Khối lượng nước đã thoát ra khỏi cơ thể: $m=\frac{Q}{L}=\frac{{22.10}^{5}}{{2{,}45.10}^{6}}\approx 0{,}9\ kg$ tức là có khoảng 0,9 lít nước thoát ra khỏi cơ thể.

- Từ công thức (6.3), cần đo được khối lượng (m) của lượng nước dùng làm thí nghiệm, nhiệt lượng (Q) đã cung cấp cho lượng nước đó.

- Nhiệt lượng làm cho nước trong bình nhiệt lượng kế hoá hơi được cung cấp gián tiếp bởi nguồn điện.

- Xác định nhiệt lượng nước trong bình nhiệt lượng kế thu được để hoá hơi bằng cách sử dụng công thức

- Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm:

+ Đặt nhiệt lượng kế lên cân. Đổ nước nóng vào nhiệt lượng kế. Xác định khối lượng nước trong bình.

+ Tháo nắp bình ra khỏi nhiệt lượng kế.

+ Nối oát kế với điện trở và nguồn điện.

+ Đặt dây điện trở vào nhiệt lượng kế sao cho toàn bộ dây điện trở chìm trong nước.

+ Bật nguồn điện.

+ Đun sôi nước trong bình nhiệt lượng kế. Sau mỗi khoảng thời gian 2 phút, đọc số đo công suất trên oát kế, khối lượng nước trong bình nhiệt lượng kế trên cân. Ghi các kết quả vào vở theo mẫu tương tự Bảng 6.2.

+ Tắt nguồn điện.

- Để đảm bảo an toàn trong khi làm thí nghiệm cần phải chú ý: các thao tác thí nghiệm, đảm bảo an toàn khi sử dụng điện, kiểm tra các thiết bị điện trước khi làm thí nghiệm.

Bảng kết quả thu được:

Đồ thị:

- Công suất trung bình của dòng điện qua điện trở của nhiệt lượng kế.$\overline{\text{P}}=\frac{15{,}21+15{,}19+15{,}21+15{,}23+15{,}19+15{,}21+15{,}19}{7}=15{,}20\text{​}W$

- Nhiệt hoá hơi riêng của nước theo công thức:

$L=\frac{Q}{m}=\frac{\overline{\text{P}}({τ}_{Q}-{τ}_{P})}{{m}_{P}-{m}_{Q}}=\frac{15{,}20.(700-200)}{0{,}1187-0{,}1153}\approx {2{,}24.10}^{6}$ J/kg

- Sai số của phép đo nhiệt hoá hơi riêng của nước.

Theo bảng 6.1 thì nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,26.10$^{6}$ J/kg, giá trị thu được từ thí nghiệm là 2,24.10$^{6}$ J/kg.