Mở đầu trang 21 Vật lí 12: Trong đời sống hằng ngày và nhiều lĩnh vực sản xuất, người ta thường phải cung cấp năng lượng để làm nóng vật hoặc tạo ra sự chuyển thể của các chất.

Nhiệt lượng cần truyền cho một vật để nó nóng lên hoặc chuyển thể phụ thuộc vào những yếu tố nào và có thể được xác định như thế nào?

Câu hỏi 1 trang 21 Vật lí 12: Lấy ví dụ cho thấy nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng vật có liên hệ với khối lượng, nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ vật đạt được sau khi đun.

Câu hỏi 2 trang 22 Vật lí 12: Từ hệ thức (4.1), chứng tỏ rằng đơn vị đo của nhiệt dung riêng là J/kg.K.

Công thức: Q = m.c.∆T

Câu hỏi 3 trang 22 Vật lí 12: Sử dụng số liệu trong Bảng 4.1, giải thích vì sao thanh đồng tăng nhiệt độ nhanh hơn cốc nước có cùng khối lượng.

Luyện tập 1 trang 22 Vật lí 12: Tính nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của một miếng nhôm có khối lượng 810 g từ 20 °C lên 75 °C. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K.

Câu hỏi 4 trang 22 Vật lí 12: Để xác định nhiệt dung riêng của một chất bằng thực nghiệm thì cần đo những đại lượng nào?

Câu hỏi 5 trang 23 Vật lí 12: Nhiệt lượng cung cấp cho nước được xác định qua công suất của nhiệt lượng kế như thế nào?

Thí nghiệm trang 23 Vật lí 12: Dụng cụ

Biến áp nguồn (1).

Nhiệt lượng kể kèm dây điện trở (2).

Nhiệt kế (3).

Oát kế (4).

Đồng hồ bấm giây (5).

Phương án thí nghiệm

Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Coi rằng khi đun, năng lượng được truyền hoàn toàn cho nước trong nhiệt lượng kế.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.

Lắp các dụng cụ theo sơ đồ nguyên lí Hình 4.2.

Đo nhiệt độ nước trước khi đun.

Bật biến áp nguồn.

Đọc số chỉ P của oát kế.

Sau mỗi 3 phút, đọc và ghi các số liệu theo mẫu Bảng 4.2.

Kết quả

- Vẽ đồ thị nhiệt độ của nước theo thời gian đun.

- Xác định nhiệt dung riêng của nước qua độ dốc của đồ thị.

- Xác định nhiệt dung riêng của nước bằng công thức:

$c=\frac{P.\mathrm{\Delta }t}{m.\mathrm{\Delta }T}$

- Tính sai số tuyệt đối của phép đo nhiệt dung riêng của nước.

- So sánh giá trị nhiệt dung riêng xác định bằng hai cách đã thực hiện

Câu hỏi 6 trang 24 Vật lí 12: Giải thích tại sao có thể xác định được nhiệt dung riêng của nước qua độ dốc của đồ thị nhiệt độ - thời gian đun theo phương án thí nghiệm đã thực hiện

Luyện tập 2 trang 25 Vật lí 12: Xác định nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng chảy hoàn toàn 1 tấn đồng từ 25 °C. Sử dụng số liệu nhiệt dung riêng ở Bảng 4.1 và cho biết nhiệt nóng chảy riêng của đồng là 180.103 J/kg.

Câu hỏi 8 trang 25 Vật lí 12: Để xác định nhiệt nóng chảy riêng của một chất bằng thực nghiệm, cần đo được những đại lượng nào?

Thí nghiệm trang 25, 26 Vật lí 12: Dụng cụ

Biến áp nguồn (1).

Oát kế (2).

Nhiệt lượng kế kèm dây điện trở (3).

Cốc (4) và cân (5).

Đồng hồ bấm giây (6)

Phương án thí nghiệm

Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ nêu trên.

Lập phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ nêu trên.

Lắp các dụng cụ theo sơ đồ Hình 4.4, oát kế được nối với biến áp nguồn và với nhiệt lượng kế

Bước 1

Cho nước đá vào nhiệt lượng kế và hứng nước chảy ra bằng một chiếc cốc.

Sau khi nước chảy vào cốc khoảng một 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 biến áp 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.

Ghi các số liệu theo mẫu Bảng 4.3.

- Xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá bằng công thức:

$\lambda =\frac{Pt}{M-2m}$

- So sánh kết quả thu được với giá trị ở Bảng 4.4, giải thích sự khác nhau giữa hai giá trị đó

Câu hỏi 9 trang 26 Vật lí 12: Nêu cách xác định khối lượng nước đá đã tan chảy m sau thời gian t ở bước 1

Câu hỏi 10 trang 26 Vật lí 12: Vì sao khối lượng nước đá nóng chảy do nhận nhiệt lượng từ dây điện trở của nhiệt lượng kế được xác định là (M- 2m)?

Câu hỏi 11 trang 27 Vật lí 12: Với số liệu như trong Bảng 4.3 thì nhiệt lượng đã cung cấp cho nước đá là bao nhiêu?

Câu hỏi 12 trang 27 Vật lí 12: Cho biết nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2 300.105 J/kg có ý nghĩa gì?

Luyện tập 3 trang 28 Vật lí 12: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm 2,0 g nước đá 20℃ chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C.

Vận dụng trang 28 Vật lí 12: 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.