Giải chi tiết I.1 Bài tập cuối Chương 1 (trang 21, 22, 23) – SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức. Tham khảo: Vận dụng kiến thức về nhiệt.
Câu hỏi/Đề bài:
Một người lấy 1,2 kg những viên nhỏ nước đá trong tủ đông nơi có nhiệt độ °C để đưa vào đun trong một bình điện đun nước (ấm điện) chuyên dụng có thành bằng thuỷ tinh có thể quan sát được bên trong như Hình I.1. Thông số kĩ thuật của bình điện được cho như Bảng I.1
Bảng I.1. Thông số kĩ thuật của bình điện
Dung tích |
1,7 lít |
Công suất |
2 200 W khi nước chưa sôi 450 W khi nước sôi |
Điện nguồn |
220 V |
Chất liệu |
Vỏ bình bằng thuỷ tinh có khả năng cách nhiệt tốt, đế tiếp điện. |
Chế độ an toàn |
Tự hạ công suất khi nước sôi và tự ngắt khi cạn nước. |
Khối lượng |
1,5 kg |
Ngoài ra, người đó còn sử dụng một đồng hồ đo thời gian, một nhiệt kế chuyên dụng để đo nhiệt độ của nước và có thể thả được vào trong bình khi đang đun mà không làm ảnh hưởng đáng kể gì tới kết quả thí nghiệm. Kết quả đo đạc thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị trong Hình I.2.
Bảng I.2. Nhiệt dung riêng của nước đá và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá
Nhiệt dung riêng của nước đá |
2 100 J/kg.K |
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá |
334 000 J/kg |
1. Nhiệt độ tại các thời điểm τ = 0 s; τ = 19 s; τ = 100 s; τ = 220 s; τ = 480 s.
2. Tốc độ gia nhiệt (độ tăng nhiệt độ sau một đơn vị thời gian) của nước trong bình ở thời điểm τ = 300 s.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức về nhiệt
Lời giải:
1. Nhiệt độ tại các thời điểm
Thời điểm (s) |
0 |
19 |
100 |
220 |
480 |
Nhiệt độ (°C) |
-18 |
0 |
0 |
0 |
100 |
2. Tại thời điểm τ = 300 s, nước có nhiệt độ khoảng 30 °C
Tại thời điểm τ = 310 s, nước có nhiệt độ khoảng 35 °C
Tốc độ gia nhiệt của nước trong bình ở thời điểm τ = 300 s là: \(\Delta \tau = \frac{{35 – 30}}{{310 – 300}} = 0,5\)
Vậy tốc độ gia nhiệt của nước trong bình ở thời điểm τ = 300 s là: 0,5 độ/s.