Đo nhiệt nóng chảy bằng hai công suất: loại phần nhiệt thất thoát

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

Ở nhiệt độ nóng chảy, P_điện=L·r+P_mất, r là khối lượng tan trong một giây. Hai công suất cho phép suy cả L và hao phí nếu P_mất thật sự giữ gần như không đổi.

Trong hai lượt cùng bố trí, cấp70W thì tan0,15g/s; cấp100W thì tan0,24g/s. Giữ chất ở điểm nóng chảy, bỏ phần tăng nhiệt của bình và chất trong đoạn đang đo. Đổi r₁=0,00015kg/s, r₂=0,00024kg/s.

Hai phương trình:70=L·0,00015+P_mất;100=L·0,00024+P_mất. Trừ:30=L·0,00009. Suy ra L≈3,3333×10⁵J/kg, P_mất=20W. Không dùng0,15 như kg/s; sai hệ số1000 sẽ làm L nhỏ đi1000 lần.

Kiểm: lượt1, nhiệt nóng chảy mỗi giây50J, cộng hao phí20J cho70J. Lượt2, nhiệt nóng chảy80J/s, cộng20W cho100W. Chỉ phần năng lượng thật tới chuyển pha tạo khối lượng tan, không phải toàn công suất đầu vào.

Tự luyện: cùng mô hình cấp50W, r=(50−20)/L=9,0×10⁻⁵kg/s=0,090g/s. Nếu cấp20W thì tốc độ tan do nguồn cấp trong mô hình bằng0. Không ngoại suy P<20W thành “khối lượng tan âm”: hệ có thể đông lại hoặc rời điều kiện cân bằng, cần mô tả quá trình khác.

Giả thiết hao phí chung quan trọng: thay đổi độ cách nhiệt, nhiệt độ phòng, lượng chất lỏng hoặc công suất làm vùng đo không còn ở điểm nóng chảy có thể làm P_mất đổi. Khi ấy hai số đo không đủ để xác định ba ẩn L,P_mất1,P_mất2. Kết quả trên là bài toán với dữ kiện đã cho, không khẳng định một thí nghiệm thực tế luôn cho đúng nhiệt nóng chảy của nước chỉ sau hai lần bấm đo.

Đọc tiếp: Nhiệt nóng chảy riêng · Nhiệt dung riêng.