BÀI 6 : NHIỆT HOÁ HƠI RIÊNG

(14 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Nhiệt hoá hơi riêng là gì? Nêu đơn vị của nhiệt hoá hơi riêng?

Trả lời:

- Nhiệt hoá hơi riêng của một chất lỏng là nhiệt lượng cần để làm cho một kilogam chất lỏng đó hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ xác định.

- Đơn vị của nhiệt hoá hơi riêng là J/kg.

Câu 2: Em hãy viết hệ thức tính nhiệt lượng trong quá trình truyền nhiệt để làm chất lỏng hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ xác định và giải thích các đại lượng có trong hệ thức đó?

Trả lời:

Hệ thức tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một lượng chất lỏng hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ không đổi là: Q = L.m.

Trong đó:

- Q là nhiệt lượng cần truyền cho chất lỏng (J).

- m là khối lượng chất lỏng (kg).

- L là hằng số được gọi là nhiệt hoá hơi riêng (J/kg).

Câu 3: Em hãy liệt kê nhiệt hoá hơi riêng của một số chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn?

Trả lời:

Ví dụ:

Câu 4: Em hãy trình bày ý nghĩa của nhiệt hoá hơi riêng và cho ví dụ cụ thể?

Trả lời:

- Nhiệt hoá hơi riêng là thông tin cần thiết trong việc thiết kế, chế tạo các sản phẩm có sử dụng hiện tượng hoá hơi nhằm tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường.

Ví dụ: các thiết bị làm lạnh (máy điều hoà nhiệt độ, dàn lạnh, dàn bay hơi,…), nồi hấp tiệt trùng trong y học, thiết bị xử lí rác thải ứng dụng công nghệ nhiệt hoá hơi,…

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Bạn Nam cần đun một ấm nước có dung tích 1,5 lít bằng bếp ga. Do sơ xuất nên bạn quên không tắt bếp khi nước sôi. Em hãy tính nhiệt lượng cần thiết giúp bạn Nam để làm hoá hơi hoàn toàn nước trong ấm kể từ lúc nước sôi. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³, nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg.

Trả lời:

Nhiệt lượng cần thiết để làm hoá hơi hoàn toàn nước trong ấm kể từ lúc nước sôi là:

Q = L.m = 1,5.2,3.10⁶ = 3450 kJ.

Câu 2: Sau khi đun nóng nước đến 100℃, tiếp tục đun thêm thì 0,5 kg nước đã chuyển thành hơi. Cho nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg. Em hãy tính nhiệt lượng đã cung cấp để làm 0,5 kg nước ở 100℃ hoá hơi hết?

Trả lời:

Nhiệt lượng đã cung cấp để làm 0,5 kg nước ở 100℃ hoá hơi hết là:

Q = L.m = 0,5.2,3.10⁶ 1150 kJ.

Câu 3: Cho 2 lít nước ở nhiệt độ phòng, tính nhiệt lượng cần thiết để lượng nước bị hoá hơi hoàn toàn. Cho biết nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶.

Trả lời:

Nhiệt lượng cần thiết để lượng nước bị hoá hơi hoàn toàn là:

Q = L.m = 2300 kJ.

Câu 4: Nói nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg. Điều này có ý nghĩa gì. Tính nhiệt lượng cần thiết để làm hoá hơi 100g nước ở 100℃.

Trả lời:

Ý nghĩa: Nhiệt lượng cần để làm 1kg hoá hơi hoàn toàn ở 100 ℃ là: Q = L.m = L = 2,3.10⁶ J.

Nhiệt lượng cần thiết để làm hoá hơi 100g nước ở 100℃ là: Q = L.m = 2,3.10⁶ . 0,1 = 2,3.10⁵ J.

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Người ta đun sôi 0,5 lít nước có nhiệt độ ban đầu 20℃ chứa trong chiếc ấm bằng đồng có khối lượng là 0,4 kg. Sau khi sôi được một lúc đã có 0,05 lít nước biến thành hơi. Biết nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg, nhiệt dung riêng của nước và của đồng tương ứng là c₁ = 4180 J/kg.K; c₂ = 380 J/kg.K, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để cho nước tăng tới nhiệt độ sôi là bao nhiêu?

b) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để hoá hơi hoàn toàn 0,5 lít nước ở nhiệt độ sôi là bao nhiêu?

c) Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho tới khi 0,05 lít nước đã biến thành hơi là?

Trả lời:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để cho nước tăng tới nhiệt độ sôi là:

b) Nhiệt lượng cần cung cấp để hoá hơi hoàn toàn 0,5 lít nước ở nhiệt độ sôi là:

c) Nhiệt lượng cần cung cấp cho tới khí 0,05 lít nước đã biến thành hơi là:

Câu 2: Tính nhiệt lượng cần thiết để 600 ml nước ở nhiệt độ phòng đạt đến nhiệt độ sôi và lượng nước bị hoá hơi hoàn toàn. Cho biết nhiệt hoá hơi của nước là 2,26.10⁶ J/kg, nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K

Trả lời:

Đồi 600 ml nước = 0,6 lít = 0,6 kg.

Coi nhiệt độ phòng là 25℃.

Nhiệt lượng cần thiết để 600 ml nước ở nhiệt độ phòng đạt đến độ sôi là:

Nhiệt lượng cần thiết để lượng nước bị hoá hơi hoàn toàn là:

Q = L.m = 2,26.10⁶ . 0,6 = 1356 kJ.

Vậy nhiệt lượng cần thiết để 600 ml nước ở nhiệt độ phòng đạt đến nhiệt độ sôi và lượng nước bị hoá hơi hoàn toàn là : 188100 + 1356000 = 323700 J.

Câu 3: Cần cung cấp một nhiệt lượng bằng bao nhiêu kJ để làm cho 200g nước lấy ở 10℃ sôi ở 100℃ và 10% khối lượng của nó đã hoá hơi khi sôi? Biết nhiệt dung riêng và nhiệt hoá hơi riêng của nước lần lượt là c = 4190 J/kg.K; L = 2,26.10⁶ J/kg.

Trả lời:

Nhiệt lượng cung cấp cho nước từ 10℃ đến 100℃ là:

Nhiệt lượng cung cấp cho 20g nước hoá hơi hoàn toàn là:

Câu 4: Một ấm đun nước có công suất 500W chứa 300g nước ở 20℃. Cho nhiệt dung riêng và nhiệt hoá hơi riêng của nước lần lượt là 4180 J/kg.K và 2,0.10⁶ J/kg. Sau khi nước đến nhiệt độ sôi, người ta để ấm tiếp tục đun nước sôi trong 2 phút. Tính khối lượng nước bị hoá hơi.

Trả lời:

Điện năng tiêu thụ của ấm là: A = P.t = 500.2.60 = 60000 J.

Khối lượng nước bị hoá hơi là: A = Q_{hoá hơi} => 60000 = L.m => m = 0,03 kg.

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Tính năng lượng cần thiết (theo kJ) để chuyển đổi một khối băng 1,00 kg ở nhiệt độ -50℃ thành hơi nước ở 120℃. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là C_đ = 2090 J/kg.K; nhiệt dung riêng của nước là C_H2O = 4190 J/kg.K; nhiệt dung riêng của hơi nước ở 100℃ là C_hơi = 2010 J/kg.K nhiệt nóng chảy riêng của nước λ = 3,33.10⁵ J/kg và nhiệt hoá hơi riêng của nước là

L = 2,26.10⁶ J/kg.

Trả lời:

Nhiệt lượng cần cung cấp để khối băng 1kg tăng nhiệt độ từ -50℃ đến 0℃ là:

Năng lượng cần thiết để làm tan chảy hoàn toàn 1kg nước đá ở 0℃ là:

Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước ở 0℃ nóng lên đến 100℃ là:

Nhiệt lượng cần thiết để chuyển 1kg nước thành hơi nước ở 100℃ là:

Nhiệt lượng cần thiết để 1kg hơi nước ở nhiệt độ 100℃ nóng lên đến 120℃ là:

Vậy nhiệt lượng cần thiết để chuyển đổi một khối băng 1,00kg ở nhiệt độ -50℃ thành hơi nước ở 120℃ là:

Câu 2: Cho 100 gam nước ở nhiệt độ 20℃ đựng trong một cốc nhôm khối lượng 50g. Thả một quả cầu kim loại khối lượng 50g đã nung nóng bằng sắt vào trong cốc nước, nhiệt độ từ quả cầu kim loại đã làm 5g nước bị hóa hơi trong quá trình tiếp xúc. Nhiệt độ trong cốc tăng lên đến khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước trong cốc là 80^oC. Tính nhiệt độ ban đầu của quả cầu kim loại trước khi nhúng vào trong nước. Coi nhiệt độ truyền ra ngoài môi trường là không đáng kể. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4180J/kg; nhiệt dung riêng của sắt 460J/kgK; nhiệt dung riêng của nhôm 880J/kgK; nhiệt hóa hơi của nước là 2,26.10⁶J/kg.

Trả lời:

Phần nhiệt lượng mà sắt toả ra là :

Q_toả = 0,05.460 (t – 80) J

Nhiệt lượng mà nước và nhôm nhận được để tăng nhiệt độ lên 80℃ :

Nhiệt lượng của 5g nước tăng từ 20℃ lên 100℃ là:

Nhiệt lượng để hoá hơi 5g nước là :

Nhiệt độ ban đầu của quả cầu kim loại trước khi nhúng vào trong nước là :

Q_toả = Q + Q’+Q’’

0,05.460 (t – 80 ) = 26466 + 1672 + 11300

t = 1795 ℃.