Đề bài
Hình bên là bố trí thí nghiệm xác định nhiệt hóa hơi riêng nước. Dùng dây đun công suất 25 W làm nóng nước trong một cốc được đặt trên đĩa cân. Nhiệt kế cho biết nhiệt độ của nước đun hoạt động bình thường.Khi nước sôi, số chỉ khối lượng trên cân giảm dần theo thời gian và được ghi lại 2 giá trị trong bảng sau:
Xét tính đúng/sai của các phát biểu sau:
Lời giải chi tiết
Để đánh giá tính đúng/sai của các phát biểu, ta lần lượt phân tích từng mệnh đề:
Phát biểu 1:
Ta có năng lượng cung cấp cho nước trong 500 giây được tính theo công thức:
\[ Q = P \times t = 25 \times 500 = 12500 \text{ J} = 12,5 \text{ kJ} \]
Phát biểu này là ĐÚNG.
Phát biểu 2:
Giả sử toàn bộ năng lượng được dùng để bay hơi nước, ta có công thức:
\[ Q = L \times m \]
\( L \) là nhiệt hóa hơi riêng và \( m \) là khối lượng nước bị bay hơi. Từ \( Q = 12,5 \text{ kJ} \) và \( m \) không được biết, nhưng nếu tính được \( L = 2,9 \times 10^{5} \text{ J/kg} \), thì điều này là sai vì thông thường \( L \) cho nước là khoảng 2,26 \times 10^{6} \text{ J/kg}. Do đó, điều này không hợp lý.
Phát biểu này là SAI.
Phát biểu 3:
Nếu có một phần năng lượng bị thất thoát thì năng lượng thực sự dùng để bay hơi là nhỏ hơn 12,5 kJ. Do đó, tính ra nhiệt hóa hơi riêng \( L' \) sẽ lớn hơn vì \( L' = \frac{Q'}{m} \) và \( Q' < Q \).
Phát biểu này là ĐÚNG.
Phát biểu 4:
Dùng dây đun có công suất lớn hơn có thể khiến nước bay hơi nhanh hơn, nhưng điều này không nhất thiết giảm được sai số do mất nhiệt vào môi trường có thể tăng. Cần đảm bảo cách nhiệt tốt hơn để giảm sai số.
Phát biểu này là SAI.
Chú ý khi giải
Một số lưu ý khi giải bài tập này:
- Kiểm tra lại đơn vị khi tính toán các giá trị năng lượng và nhiệt hóa hơi riêng.
- Cân nhắc các yếu tố gây mất mát nhiệt, có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
- Hiểu rõ cơ chế thí nghiệm để đánh giá chính xác các phát biểu, đặc biệt lưu ý về điều kiện thực nghiệm.”