Đồ thị đun nóng có chuyển pha: suy khối lượng rồi nhiệt dung riêng

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

Đoạn nằm ngang cho mL=P_hữu ích·Δt; đoạn nghiêng trong một pha cho mcΔT=P_hữu ích·Δt. Đọc đúng hai đoạn mới tách được khối lượng và nhiệt dung riêng.

Một chất tinh khiết được đun với công suất nhiệt hữu ích200W, không thất thoát và bỏ nhiệt dung bình. Đoạn nóng chảy ở nhiệt độ không đổi kéo dài150s; biết L=100000J/kg. Toàn bộ mẫu chuyển pha trong đoạn này, nên m=200·150/100000=0,30kg.

Sau khi tan hết, chất lỏng tăng20K trong80s. Năng lượng nhận16000J; c=16000/(0,30·20)≈2666,67J/(kg·K). Dùng c của pha lỏng, không kết luận pha rắn có cùng giá trị chỉ vì cùng một chất.

Kiểm bằng tốc độ tăng nhiệt:ΔT/Δt=0,25K/s;mc·0,25=0,30·2666,67·0,25≈200W, đúng công suất hữu ích. Độ dốc đồ thị mang đơn vị K/s, không phải J/(kg·K); muốn suy c cần cả P vàm.

Tự luyện: tăng công suất hữu ích lên400W với cùng mẫu và cùng điều kiện. Plateau còn75s; đoạn tăng20K còn40s. Hai khoảng đều giảm một nửa vì năng lượng cần giữ nguyên, không phải L hayc giảm một nửa.

Nếu trục thời gian ghi phút, đổi150s=2,5min nhưng khi nhân công suất W=J/s phải dùng giây. Nếu đoạn ngang chỉ biểu diễn một phần mẫu đang tan hoặc hệ vừa được cấp vừa bị lấy bớt chất, m suy ra là lượng thực chuyển pha, chưa chắc bằng toàn bộ mẫu. Nếu chỉ biết công suất điện đầu vào, phải xét hiệu suất hoặc công suất hao phí trước. Cần ghi cả điều kiện công suất và pha; một hình có đoạn ngang chưa tự chứng minh dữ liệu đã đủ xác định mọi đặc tính của vật liệu.

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