Sách bài tập Vật lí 12 Bài 4 (Chân trời sáng tạo): Thực hành đo nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hoá hơi riêng

Giải SBT Vật lí 12 Bài 4: Thực hành đo nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hoá hơi riêng

A. Trắc nghiệm

Câu 4.1 (B) trang 18 SBT Vật Lí 12: Từ công thức gần đúng xác định nhiệt dung riêng của nước $c_{\text{n}}=\frac{UIt}{m_{\text{n}}\left(T-T_0\right)}$, thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước không sử dụng dụng cụ nào dưới đây?

A. Biến thế nguồn.

B. Nhiệt lượng kế.

C. Cân điện tử.

D. Máy phát tần số.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Máy phát tần số không sử dụng trong thí nghiệm.

Câu 4.2 (B) trang 18 SBT Vật Lí 12: Trong công thức gần đúng xác định nhiệt dung riêng của nước $c_{\text{n}}=\frac{UIt}{m_{\text{n}}\left(T-T_0\right)}$ , người ta sử dụng nhiệt kế để đo đại lượng nào dưới đây?

A. U, I.

B. m_n

C. t.

D. T, T₀

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Nhiệt kế để đo đại lượng T, T₀.

Câu 4.3 (B) trang 18 SBT Vật Lí 12: Sắp xếp các nội dung sau theo trình tự các bước tiến hành thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước theo công thức $c_{\text{n}}=\frac{UIt}{m_{\text{n}}\left(T-T_0\right)}$

(1) Dùng cân đo khối lượng của nhiệt lượng kế.

(2) Đổ nước vào nhiệt lượng kế.

(3) Cân khối lượng của nhiệt lượng kế và nước.

(4) Mắc nhiệt lượng kế vào nguồn điện, bật công tắc để cho dòng điện chạy vào nhiệt lượng kế, dùng que khuấy khuấy nhẹ nhàng, liên tục để nước trong nhiệt lượng kế nóng đều.

(5) Đo nhiệt độ ban đầu T₀ của nhiệt lượng kế và nước.

A. (1) → (2) → (3) → (4) → (5).

B. (1) → (2) → (3) → (5) → (4).

C. (2) → (3) → (1) → (4) → (5).

D. (5) → (2) → (3) → (1) → (4).

Lời giải:

Đáp án đúng là B

(1) Dùng cân đo khối lượng của nhiệt lượng kế.

(2) Đổ nước vào nhiệt lượng kế.

(3) Cân khối lượng của nhiệt lượng kế và nước.

(5) Đo nhiệt độ ban đầu T₀ của nhiệt lượng kế và nước.

(4) Mắc nhiệt lượng kế vào nguồn điện, bật công tắc để cho dòng điện chạy vào nhiệt lượng kế, dùng que khuấy khuấy nhẹ nhàng, liên tục để nước trong nhiệt lượng kế nóng đều.

Câu 4.4 (H) trang 19 SBT Vật Lí 12: Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai khi thực hiện thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước sử dụng ấm đun siêu tốc.

a) Công thức tính nhiệt hoá hơi riêng của nước là $L=\frac{Pt}{\Delta m}$ (với $P$ là công suất của ấm đun, ∆m là khối lượng nước bị bay hơi sau thời gian t).

b) Sử dụng ấm đun siêu tốc đã biết công suất để xác định điện năng tiêu thụ.

c) Sử dụng cân điện tử đo chính xác khối lượng nước sôi còn lại trong ấm tại các thời điểm khác nhau.

d) Sử dụng đồng hồ đo thời gian để đo thời gian đun nước.

e) Độ chính xác của công suất định mức ghi trên ấm đun là nguyên nhân chính gây ra sai số của phép đo.

f) Điện áp sử dụng cho ấm đun không ảnh hưởng đến sai số của phép đo.

Lời giải:

a) Đúng;

b) Đúng;

c) Đúng;

d) Sai; Sử dụng đồng hồ để đo thời gian từ lúc nước bay hơi.

e) Đúng;

f) Sai. Điện áp ảnh hưởng đến công suất đun.

Câu 4.5 (VD) trang 19 SBT Vật Lí 12: Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước sử dụng ấm đun siêu tốc, thao tác đặt ấm đun lên cân điện tử, hiệu chỉnh cân về số 0,00 sau đó mới rót nước vào ấm đun là để

A. cân khối lượng bình cho đơn giản.

B. số chỉ trên cân ổn định hơn.

C. an toàn và dễ tiến hành thí nghiệm hơn.

D. đo được chính xác và đồng thời khối lượng nước bay hơi và thời gian bay hơi tương ứng, phép đo đơn giản hơn.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Thực hiện thao tác này, ta đo trực tiếp khối lượng nước còn lại trong bình, từ đó tính được lượng nước bay hơi mà không phải cân khối lượng ấm đun nên thao tác đo đơn giản hơn.

Mặt khác, thông qua thao tác này cho phép đo khối lượng nước bay hơi đồng thời với thời gian ấm đun được hoạt động (cấp điện để bay hơi nước) mà không bị gián đoạn so với phương án không để ấm lên cân điện tử.

B. Tự luận

Bài 4.1 (VD) trang 19 SBT Vật Lí 12: Trong thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước sử dụng ấm đun siêu tốc, một bạn học sinh thu được khối lượng nước còn lại trong ấm m (g) theo thời gian t (s) kể từ lúc khối lượng nước trong bình là m₀ = 300,00 g như bảng dưới đây. Biết công suất ấm đun khi đó là $P$ = 1 500 W.

a) Tính giá trị trung bình nhiệt hoá hơi riêng của nước.

b) Tính sai số tuyệt đối trung bình của phép đo và viết kết quả.

Lời giải:

a) $\overline{L}=\frac{L_1+L_2+L_3+L_4}{4}=\frac{2460+2445+2450+2445}{4}=2450\text{J}/\text{g}$

b) Sai số tuyệt đối trung bình của phép đo:

$\overline{\Delta L}=\frac{\left(\Delta L_1\right)+\left(\Delta L_2\right)+\left(\Delta L_3\right)+\left(\Delta L_4\right)}{4}=5\text{J}/\text{g}$

Kết quả: $L=2450\pm 5\text{J}/\text{g}.$