Category:
Trắc nghiệm Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 4: Nhiệt dung riêng
Tags:
Bộ đề 1
1. Nếu muốn làm nóng một lượng nước lớn lên cùng một nhiệt độ, ta nên sử dụng vật liệu có nhiệt dung riêng như thế nào để tiết kiệm năng lượng nhất từ một nguồn nhiệt có công suất cố định?
Công thức nhiệt lượng là $Q = mc\Delta T$. Nếu lượng nước (m) và độ tăng nhiệt độ ($\Delta T$) là cố định, để thu được nhiệt lượng Q cần thiết, ta cần một nguồn nhiệt cung cấp. Nếu nguồn nhiệt có công suất cố định (P), thời gian để cung cấp nhiệt lượng Q là $t = Q/P$. Để tiết kiệm năng lượng (tức là giảm thời gian đun nóng hoặc giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ), ta cần Q nhỏ hơn hoặc P lớn hơn. Tuy nhiên, ở đây ta đang xét việc làm nóng một lượng nước cố định. Nếu ta sử dụng vật liệu có nhiệt dung riêng (c) càng nhỏ thì để làm nóng cùng một khối lượng nước lên cùng một nhiệt độ thì nhiệt lượng Q cần thiết sẽ ít hơn, do đó thời gian đun nóng sẽ ngắn hơn với cùng một nguồn nhiệt có công suất cố định. (Lưu ý câu hỏi có thể gây nhầm lẫn. Ý tưởng là làm nóng một vật chứa nước. Nếu vật chứa có nhiệt dung riêng nhỏ, nó sẽ nóng lên nhanh hơn, truyền nhiệt hiệu quả hơn cho nước). Tuy nhiên, nếu câu hỏi ám chỉ việc làm nóng chính vật liệu đó, thì vật liệu có nhiệt dung riêng nhỏ sẽ cần ít nhiệt lượng hơn để tăng nhiệt độ. Để làm nóng một lượng nước lớn lên cùng nhiệt độ, ta cần cung cấp một lượng nhiệt Q nhất định cho nước ($Q_{nước} = m_{nước}c_{nước}\Delta T$). Nếu ta dùng một vật chứa (ấm) có nhiệt dung riêng nhỏ, thì nhiệt lượng cần để làm nóng ấm ($Q_{ấm} = m_{ấm}c_{ấm}\Delta T$) sẽ nhỏ hơn, do đó tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho hệ thống (ấm + nước) sẽ ít hơn, tiết kiệm năng lượng hơn. Kết luận: Nên sử dụng vật liệu có nhiệt dung riêng càng nhỏ càng tốt cho vật chứa để làm nóng nước hiệu quả hơn.
