Công thức nhiệt nóng chảy riêng lớp 12 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức nhiệt nóng chảy riêng lớp 12 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức nhiệt nóng chảy riêng từ đó học tốt môn Vật Lí 12.

Công thức nhiệt nóng chảy riêng lớp 12 (hay, chi tiết)

1.Công thức nhiệt nóng chảy riêng

$\lambda =\frac{Q}{m}$

Định nghĩa: nhiệt nóng chảy riêng của một chất là nhiệt lượng cần để làm cho một kilôgam chất đó nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ xác định.

2. Ví dụ minh họa công thức nhiệt nóng chảy riêng

Ví dụ 1: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một cục nước đá 100 g ở 0 °C. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10⁵ J/kg.

 A. 3,4.10⁴ J.               

B. 1,9.10⁴ J.                

C. 9.10⁴ J.                   

D. 9,4.10⁴ J.

Hướng dẫn:

Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước đá để nó nóng chảy ở nhiệt độ 0 °C là:

${\text{Q}}_{\text{nc}}=\lambda \text{m}=3,4\cdot {10}^5\cdot 0,1=3,4\cdot {10}^4 \text{J}$

Ví dụ 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 4 kg nước đá ở 0 °C để nó chuyển thành nước ở 20 °C. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10⁵ J/K và nhiệt dung riêng của nước 4180 J/kgK.

A. 122.10⁴ J.              

B. 139.10⁴ J.               

C. 169.10⁴ J.               

D. 964.10⁴ J.

Hướng dẫn:

Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước đá để nó chuyển thành nước ở nhiệt độ 20 °C là:

$\text{Q}=\text{Q}+{\text{Q}}_{\text{nc}}\stackrel{}{}$$\to \text{Q}=\text{mc}\Delta \text{t}+\lambda \text{m}$$=4\cdot 4180\cdot (20-0)+3,4\cdot {10}^5\cdot 4$$=169\cdot {10}^4 \text{J}$

3. Bài tập tự luyện công thức nhiệt nóng chảy riêng

Câu 1. Hàn thiếc là một phương pháp nối kim loại với nhau bằng một kim loại hay hợp kim trung gian (thiếc) gọi là vảy hàn. Trong quá trình nung nóng để hàn, vảy hàn sẽ nóng chảy trước trong khi vật hàn chưa nóng chảy hoặc nóng chảy với số lượng không đáng kể. Khi đó kim loại làm vảy hàn sẽ khuếch tán thẩm thấu vào trong kim loại vật hàn tạo thành mối hàn. Thiếc hàn là hợp kim thiếc – chì có nồng độ phù hợp với mục đích sử dụng. Ví dụ thiếc hàn 60 (60%Sn và 40%Pb) được sử dụng để hàn các dây dẫn hay mối nối trong mạch điện. Thiếc hàn phải có

A. nhiệt độ nóng chảy lớn để tránh nóng chảy mối hàn trong quá trình sử dụng.

B. nhiệt nóng chảy riêng lớn để tránh nóng chảy mối hàn trong quá trình sử dụng.

C. nhiệt độ nóng chảy và nhiệt nóng chảy riêng nhỏ hơn của kim loại vật hàn.

D. nhiệt độ nóng chảy và nhiệt nóng chảy riêng lớn hơn của kim loại vật hàn.

Hướng dẫn:

Đáp án đúng là C

Thiếc hàn phải có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt nóng chảy riêng nhỏ hơn của kim loại vật hàn thì mới không làm nóng chảy các kim loại cần hàn, nếu cao hơn thì các vật cần hàn sẽ bị nóng chảy trước cả thiếc hàn.

Câu 2. Khi muốn làm thí nghiệm để xác định nhiệt nóng chảy riêng của một chất, chúng ta có thể chọn nước đá để thí nghiệm vì

A. nước đá có nhiệt độ nóng chảy ở mức an toàn và nhiệt độ nóng chảy riêng ở mức độ khá cao.

B. nhiệt nóng chảy riêng của nước đá thấp nên dễ đo.

C. nước đá có sẵn hơn các chất khác

D. nhiệt dung riêng của nước lỏng cao làm nhiệt độ sẽ tăng chậm nên dễ đo.

Hướng dẫn:

Đáp án đúng là A

Khi muốn làm thí nghiệm để xác định nhiệt nóng chảy riêng của một chất, chúng ta có thể chọn nước đá để thí nghiệm vì nước đá có nhiệt độ nóng chảy ở mức an toàn và nhiệt độ nóng chảy riêng ở mức độ khá cao.

Câu 3. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 334.10³ J/kg. Năng lượng được hấp thụ bởi 10,0 g nước đá để chuyển hoàn toàn từ thể rắn sang thể lỏng là

A. 3,34.10³ J.                 

B. 334.10⁴ J.                  

C. 334.10¹ J.                  

D. 334.10² J.

Hướng dẫn:

Đáp án đúng là C

Nhiệt nóng chảy là $Q=\lambda m={334.10}^3.0,01$$=3340J.$

Câu 4. Trong thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá như SGK, người ta sử dụng 0,6 kg nước đá. Oát kế đo được là 930 W. Đồ thị thực nghiệm đo được như Hình 5.1.

1. Hãy xác định thời gian để nước đá tan hoàn toàn.

2. Hãy tính nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.

3. Nếu hao phí nhiệt lượng là 2%, hãy tính lại nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.

Hướng dẫn:

1. Dựa vào đồ thị có thể thấy khi nhiệt độ đạt đến 100^oC ở thời điểm 200 s thì nước đá bắt đầu nóng chảy, do đó thời gian để nước đá tan hoàn toàn theo đồ thị là 220 s.

2. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá tính được là:

${\lambda }_{{\text{H}}_2\text{O}}=\frac{\mathcal{P}\left({\tau }_{\text{N}}-{\tau }_{\text{M}}\right)}{\text{m}}=\frac{930\cdot 220}{0,6}$$=341000 \text{J}/\text{Kg}$

3. Xét đến cả hao phí năng lượng thì nhiệt nóng chảy riêng của nước đá bằng:

${\lambda }_{{\text{H}}_2\text{O}}=\frac{\mathcal{PP}\left({\tau }_{\text{N}}-{\tau }_{\text{M}}\right)\text{H}}{\text{m}}=\frac{930\cdot 220\cdot 98\%}{0,6}$$=334180 \text{J}/\text{Kg}$

Câu 5: Một ấm nhôm khối lượng 650 g chứa 2 kg nước ở nhiệt độ 23 °C được đun nóng bằng một bếp điện có công suất không đổi và có 80% nhiệt lượng do bếp cung cấp được dùng vào việc đun nóng ấm nước. Sau 40 phút thì có 400 g nước đã hoá hơi ở 100 °C. Biết nhiệt dung riêng của nước và của nhôm lần lượt là 4 200 J/kg.K và 880 J/kg.K. Nhiệt hoá hơi riêng của nước ở 100 °C là 2,3.10⁶ J/kg. Tính công suất cung cấp nhiệt của bếp điện.

Hướng dẫn:

Ta có: $m_{\text{n}}{c}_{\text{n}}\Delta t+m_{\text{nh}}{c}_{\text{nh}}\Delta t+L\Delta m_{\text{n}}=0,8\mathcal{P}t$

$\Rightarrow \mathcal{P}=\frac{m_{\text{n}}{c}_{\text{n}}\Delta t+m_{\text{nh}}{c}_{\text{nh}}\Delta t+L\Delta m_{\text{n}}}{0,8t}$

$=\frac{2.4200\cdot (100-23)+0,65.880(100-23)+2,3\cdot {10}^6.0,4}{0,\mathrm{8.40.60}}$$\approx 839 \text{W}$

Câu 6: Đặt 1,5 kg nước ở 20 °C vào tủ lạnh thì sau 70 phút, lượng nước này chuyển thành băng (nước đá) ở −15 °C. Cho biết nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt dung riêng của băng lần lượt là 0,34 MJ/kg và 2,1 kJ/kg.K; nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/kg.K. Tính công suất làm lạnh của tủ lạnh.

Hướng dẫn:

Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 1,5 kg nước ở 20 °C xuống 0 °C:

Q₁ = mc_n$∆$t₁ =1,5.4 200.(20 - 0) = 126 000 J

Nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển 1,5 kg nước ở 0 °C trở thành băng ở 0 °C:

Q₂ = mλ = 1,5.0,34.10⁶ = 510 000 J

Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 1,5 kg băng từ 0 °C xuống −15 °C:

Q₃ = mc_b$∆$t₂ = 1,5.2 100.(15 - 0) = 47 250J

Công suất làm lạnh của tủ lạnh:

$\mathcal{P}=\frac{Q_1+Q_2+Q_3}{t}=\frac{126000+510000+47250}{70.60}$$\approx 162,8 \text{W}$

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 12 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức nhiệt dung riêng

• Công thức nhiệt hoá hơi riêng

• Công thức số phân tử khí

• Công thức định luật Boyle

• Công thức định luật Charles

• Công thức phương trình trạng thái khí lí tưởng

---