Câu hỏi 1 trang 24 Vật lý 12 Cánh diều: Giải thích tại sao có thể xác định được nhiệt dung riêng của nước qua độ dốc của đồ thị nhiệt độ - thời gian...

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

Hướng dẫn giải :

Xác định nhiệt dung riêng của nước qua độ dốc của đồ thị: \(c = \frac{P}{{m.\Delta T}}\)

Lời giải chi tiết :

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 dựa vào nguyên lý sau:

Mối liên hệ giữa nhiệt lượng, nhiệt dung riêng, khối lượng, độ tăng nhiệt độ:

Q = c.m.ΔT

Q: Nhiệt lượng (J)

c: Nhiệt dung riêng (J/kg.K)

m: Khối lượng (kg)

ΔT: Độ tăng nhiệt độ (K)

Phương án thí nghiệm:

- Đun nóng một lượng nước có khối lượng xác định (m) bằng một nguồn nhiệt có công suất (P) trong thời gian (t).

- Ghi lại nhiệt độ ban đầu (t₁) và nhiệt độ cuối cùng (t₂) của nước.

- Vẽ đồ thị nhiệt độ - thời gian đun.

- Xác định nhiệt dung riêng:

Độ dốc của đồ thị nhiệt độ - thời gian đun thể hiện tốc độ tăng nhiệt độ của nước:

Độ dốc = \(\frac{{{t_2} - {t_1}}}{t}\)

Tốc độ tăng nhiệt độ cũng bằng:

Tốc độ tăng nhiệt độ = \(\frac{Q}{{m.t}}\)

Thay Q = P.t vào, ta có:

Tốc độ tăng nhiệt độ = \(\frac{P}{{m.t}}\)

Do đó:

Độ dốc = \(\frac{P}{{m.t}} = \frac{{{t_2} - {t_1}}}{t}\)

Sắp xếp lại, ta có:

\(c = \frac{{P.t}}{{m.\Delta T}}\)