Xác định lượng nhiệt cần cung cấp để biến đổi 6,0 kg nước đá ở - 20 độ C

Bài tập cuối chương 7

Bài VII.8 trang 96 Sách bài tập Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt cần cung cấp để biến đổi 6,0 kg nước đá ở - 20^oC thành hơi nước ở 100^oC. Cho biết nước đá có nhiệt dung riêng là 2090 J/kg.K và nhiệt nóng chảy riêng là 3,4.10⁵ J/kg, nước có nhiệt dung riêng là 4180 J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng là 2,3.10⁶ J/kg. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do bình chứa hấp thụ và do truyền ra bên ngoài.

Lời giải:

Lượng nhiệt cần cung cấp để biến đổi m = 6,0 kg nước đá ở nhiệt độ t₁ = -20^oC biến thành hơi nước ở t₂ = 100^oC có giá trị bằng :

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄

trong đó lượng nhiệt Q₁ = c₁m(t₀ - t₁) cung cấp cho m (kg) nước đá có nhiệt dung riêng c_đ để nhiệt độ của nó tăng từ t₁ = -20^oC đến t₀ = 0^oC ; lượng nhiệt Q₀ = λm cung cấp cho m (kg) nước đá có nhiệt nóng chảy riêng λ ở t₀ = 0^oC tan thành nước ở cùng nhiệt độ ; lượng nhiệt Q₂= c₀m(t₂ -t₀)

cung cấp cho m (kg) nước có nhiệt dung riêng c_n để nhiệt độ của nó tăng từ t₀ = 0^oC đến t₂ = 100^oC ; lượng nhiệt Q₃ = Lm cung cấp cho m (kg) nước có nhiệt hoá hơi riêng L ở t₂ = 100^oC biến thành hơi nước ở cùng nhiệt độ. Như vậy, ta có thể viết:

Q = c_đm(t₀ - t₁) + λm + c_nm(t₂ -t₀) + Lm

hay Q = m[c_đ(t₀ - t₁) + λ + c_n(t₂ -t₀) + L]

Thay số, ta tìm được :

Q = 6,0. [2090.(0 + 20) + 3,4.10⁵ + 4180.(100 - 0) + 2,3.10⁶]

Q ≈ 186.10⁶ J.